KR101099866B1 - Nonvolatile semiconductor memory device and method of data read therein - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device and method of data read therein Download PDF

Info

Publication number
KR101099866B1
KR101099866B1 KR1020100020719A KR20100020719A KR101099866B1 KR 101099866 B1 KR101099866 B1 KR 101099866B1 KR 1020100020719 A KR1020100020719 A KR 1020100020719A KR 20100020719 A KR20100020719 A KR 20100020719A KR 101099866 B1 KR101099866 B1 KR 101099866B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
memory
voltage
gate
string
transistor
Prior art date
Application number
KR1020100020719A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20110031068A (en
Inventor
기요따로 이따가끼
요시아끼 후꾸즈미
요시히사 이와따
Original Assignee
가부시끼가이샤 도시바
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시끼가이샤 도시바 filed Critical 가부시끼가이샤 도시바
Publication of KR20110031068A publication Critical patent/KR20110031068A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101099866B1 publication Critical patent/KR101099866B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B43/00EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators
    • H10B43/20EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional arrangements, e.g. with cells on different height levels
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/26Sensing or reading circuits; Data output circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/32Timing circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C16/00Erasable programmable read-only memories
    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
    • G11C16/06Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
    • G11C16/34Determination of programming status, e.g. threshold voltage, overprogramming or underprogramming, retention
    • G11C16/3418Disturbance prevention or evaluation; Refreshing of disturbed memory data
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B43/00EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators
    • H10B43/20EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional arrangements, e.g. with cells on different height levels
    • H10B43/23EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional arrangements, e.g. with cells on different height levels with source and drain on different levels, e.g. with sloping channels
    • H10B43/27EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional arrangements, e.g. with cells on different height levels with source and drain on different levels, e.g. with sloping channels the channels comprising vertical portions, e.g. U-shaped channels

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

불휘발성 반도체 메모리 장치는 불휘발성 반도체 메모리 장치는 직렬로 접속된 복수의 메모리 셀을 각각 포함하는 복수의 메모리 스트링을 갖는 메모리 셀 어레이, 메모리 스트링 상에 배치되어 있으며, 메모리 스트링을 선택하는 선택 게이트 라인, 및 복수의 메모리 스트링 중에서 선택 메모리 스트링에 포함된 메모리 셀로부터 데이터를 판독하는 판독 동작을 실행하는 제어 회로를 포함한다. 판독 동작 동안에, 제어 회로는 판독 동작의 대상이 아닌 비선택 메모리 스트링 중 적어도 하나의 메모리 셀의 게이트에 제1 전압을 인가하고, 비선택 메모리 스트링 중 다른 메모리 셀의 게이트에 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하도록 구성된다.The nonvolatile semiconductor memory device includes a memory cell array having a plurality of memory strings each including a plurality of memory cells connected in series, a memory cell array, and a selection gate line for selecting the memory string. And a control circuit for performing a read operation of reading data from memory cells included in the selected memory string from among the plurality of memory strings. During a read operation, the control circuit applies a first voltage to the gate of at least one memory cell of the non-selected memory string that is not subject to the read operation, and applies a first voltage to the gate of the other memory cell of the non-selected memory string. Configured to apply two voltages.

Figure R1020100020719
Figure R1020100020719

Description

불휘발성 반도체 메모리 장치 및 이 장치 내에서의 데이터 판독 방법 {NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND METHOD OF DATA READ THEREIN} Nonvolatile semiconductor memory device and method of reading data therein {NONVOLATILE SEMICONDUCTOR MEMORY DEVICE AND METHOD OF DATA READ THEREIN}

관련 출원에 대한 상호 참조 Cross Reference to Related Application

본 출원은 2009년 9월 18일자로 출원된 이전의 일본 특허 출원 제2009-216403호에 기초하고, 이 일본 특허 출원으로부터 우선권을 주장하는데, 이 일본 출원의 전체 내용은 참조로 여기에 포함된다. This application is based on a previous Japanese Patent Application No. 2009-216403 filed on September 18, 2009, and claims priority from this Japanese patent application, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

본 발명은 전기적으로 데이터 재기입 가능한 불휘발성 반도체 메모리 장치 및 이 장치 내에서의 데이터 판독 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrically rewritable nonvolatile semiconductor memory device and a method of reading data therein.

소형화 기술이 그 한계에 다다름에 따라, NAND 플래시 메모리와 같은 불휘발성 반도체 메모리 장치 내의 비트 밀도를 개선하는 방식으로서 메모리 셀의 적층으로부터 많은 것이 기대된다. 한 예로서, 수직형 트랜지스터를 사용하는 메모리 셀에 의해 구성된 적층형 NAND 플래시 메모리가 제안된다(예를 들어, 일본 미심사 특허 출원 공보 제2007-266143호 참조). 적층형 NAND 플래시 메모리의, 판독 동작을 포함한 동작은 종래의 평면형 NAND 플래시 메모리의 동작과 거의 동일하다. 따라서, 적층형 NAND 플래시 메모리의 용량을 증가시키려고 시도할 때는, 판독 동안에, 판독 동작이 행해지지 않는 비선택 메모리 스트링(non-selected memory string)으로부터의 누설 전류가 억제되는 것이 중요하다.As miniaturization techniques reach their limits, much is expected from stacking of memory cells as a way to improve the bit density in nonvolatile semiconductor memory devices such as NAND flash memories. As one example, a stacked NAND flash memory constructed by a memory cell using a vertical transistor is proposed (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-266143). The operation including the read operation of the stacked NAND flash memory is almost the same as that of the conventional planar NAND flash memory. Therefore, when attempting to increase the capacity of a stacked NAND flash memory, it is important that during a read, leakage current from a non-selected memory string in which a read operation is not performed is suppressed.

종래에, NAND 플래시 메모리는 비선택 메모리 스트링에 접속된 선택 트랜지스터의 게이트에 접지 전위 또는 음의 전위를 인가함으로써 비선택 메모리 스트링으로부터의 누설 전류를 억제한다. 더구나, 종래에, NAND 플래시 메모리는 하나의 비트 라인에 접속된 메모리 스트링의 수를 감소시킴으로써 상기 설명된 문제를 해결한다. 최근 들어, 종래의 기술 이외에, 누설 전류의 억제를 더욱 증가시킬 필요가 있다. Conventionally, a NAND flash memory suppresses leakage current from an unselected memory string by applying a ground potential or a negative potential to the gate of the select transistor connected to the unselected memory string. Moreover, conventionally, NAND flash memory solves the problem described above by reducing the number of memory strings connected to one bit line. In recent years, in addition to the conventional art, there is a need to further increase the suppression of leakage current.

본 발명의 제1 실시 형태에 따르면, 불휘발성 반도체 메모리 장치는 직렬로 접속된 복수의 메모리 셀을 각각 포함하는 복수의 메모리 스트링(memory string)을 갖는 메모리 셀 어레이; 메모리 스트링 상에 배치되어 있으며, 메모리 스트링을 선택하는 선택 게이트 라인; 및 복수의 메모리 스트링 중에서 선택 메모리 스트링에 포함된 메모리 셀로부터 데이터를 판독하는 판독 동작을 실행하는 제어 회로를 포함하고, 각각의 메모리 스트링은 기판에 대해 수직 방향으로 연장되는 원주형(columnar) 부분을 갖고, 메모리 셀의 바디(body)로서의 기능을 하는 반도체 층; 원주형 부분을 둘러싸고, 전하를 저장함으로써 데이터를 보유하는 전하 저장층; 전하 저장층을 개재하여 원주형 부분을 둘러싸고, 기판에 대해 평행하게 연장되도록 형성되어 있는 층간 절연층; 및 전하 저장층을 개재하여 원주형 부분을 둘러싸고, 기판에 대해 평행하게 연장되도록 형성되어 있고, 층간 절연층을 개재하여 적층되어 있으며, 선택 메모리 스트링과 판독 동작의 대상이 아닌 비선택 메모리 스트링을 공유하여 메모리 셀의 게이트로서의 기능을 하는 복수의 워드 라인 도전층 을 포함하며, 제어 회로는 판독 동작 동안에, 비선택 메모리 스트링 중 적어도 하나의 메모리 셀의 게이트에 제1 전압을 인가하고, 비선택 메모리 스트링 중 다른 메모리 셀의 게이트에 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하도록 구성된다.According to a first embodiment of the present invention, a nonvolatile semiconductor memory device includes a memory cell array having a plurality of memory strings each including a plurality of memory cells connected in series; A select gate line disposed on the memory string, the select gate line for selecting the memory string; And a control circuit for performing a read operation of reading data from memory cells included in the selected memory string from among the plurality of memory strings, each memory string having a columnar portion extending in a direction perpendicular to the substrate. A semiconductor layer having a function as a body of the memory cell; A charge storage layer surrounding the columnar portion and holding data by storing charge; An interlayer insulating layer formed to surround the columnar portion via the charge storage layer and extend in parallel with the substrate; And formed around the columnar portion via the charge storage layer and extending in parallel to the substrate, stacked through the interlayer insulating layer, and sharing the selected memory string and the non-selected memory string that are not subject to a read operation. And a plurality of word line conductive layers that function as gates of the memory cells, wherein the control circuit applies a first voltage to the gates of at least one of the non-selected memory strings during a read operation, And a second voltage lower than the first voltage to the gate of another memory cell.

본 발명의 제2 실시 형태에 따르면, 불휘발성 반도체 메모리 장치는 직렬로 접속된 복수의 메모리 셀을 각각 포함하는 복수의 메모리 스트링을 갖는 메모리 셀 어레이; 메모리 스트링 상에 배치되어 있으며, 메모리 스트링을 선택하는 선택 게이트 라인; 및 복수의 메모리 스트링 중에서 선택 메모리 스트링에 포함된 메모리 셀로부터 데이터를 판독하는 판독 동작을 실행하도록 구성된 제어 회로를 포함하고, 각각의 메모리 스트링은 기판에 대해 수직 방향으로 연장되는 원주형 부분을 갖고, 메모리 셀의 바디로서의 기능을 하는 반도체 층; 원주형 부분을 둘러싸고, 전하를 저장함으로써 데이터를 보유하는 전하 저장층; 전하 저장층을 개재하여 원주형 부분을 둘러싸고, 기판에 대해 평행하게 연장되도록 형성되어 있는 층간 절연층; 전하 저장층을 개재하여 원주형 부분을 둘러싸고, 기판에 대해 평행하게 연장되도록 형성되어 있고, 층간 절연층을 개재하여 적층되어 있으며, 선택 메모리 스트링과 판독 동작의 대상이 아닌 비선택 메모리 스트링을 공유하여 메모리 셀의 게이트로서의 기능을 하는 복수의 워드 라인 도전층; 반도체 층 내의 한 쌍의 원주형 부분의 하단부를 연결하여 백 게이트 트랜지스터의 바디로서의 기능을 하는 연결 부분; 및 전하 저장층을 개재하여 연결 부분을 둘러싸고, 기판에 대해 평행하게 연장되며, 백 게이트 트랜지스터의 게이트로서의 기능을 하는 백 게이트 도전층을 포함하며, 제어 회로는 판독 동작 동안에, 비선택 메모리 스트링 중 적어도 하나의 메모리 셀의 게이트에 제1 전압을 인가하고, 비선택 메모리 스트링 중 다른 메모리 셀의 게이트에 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하도록 구성된다.According to a second embodiment of the present invention, a nonvolatile semiconductor memory device includes a memory cell array having a plurality of memory strings each including a plurality of memory cells connected in series; A select gate line disposed on the memory string, the select gate line for selecting the memory string; And a control circuit configured to execute a read operation of reading data from a memory cell included in the selected memory string among the plurality of memory strings, each memory string having a columnar portion extending in a direction perpendicular to the substrate, A semiconductor layer functioning as a body of the memory cell; A charge storage layer surrounding the columnar portion and holding data by storing charge; An interlayer insulating layer formed to surround the columnar portion via the charge storage layer and extend in parallel with the substrate; It is formed to surround the columnar portion via the charge storage layer, and extend in parallel to the substrate, and is laminated via the interlayer insulating layer, and to share the selected memory string and the non-selected memory string that are not subject to the read operation. A plurality of word line conductive layers functioning as gates of memory cells; A connection portion connecting the lower ends of the pair of columnar portions in the semiconductor layer to function as a body of the back gate transistor; And a back gate conductive layer surrounding the connection portion via the charge storage layer, extending parallel to the substrate, and functioning as a gate of the back gate transistor, wherein the control circuit includes at least one of the unselected memory strings during a read operation; The first voltage is applied to the gate of one memory cell and the second voltage lower than the first voltage is applied to the gate of the other memory cell of the non-selected memory string.

본 발명의 제3 실시 형태에 따르면, 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 데이터 판독 방법 - 불휘발성 반도체 메모리 장치는 직렬로 접속된 복수의 메모리 셀을 각각 포함하는 복수의 메모리 스트링을 갖는 메모리 셀 어레이 및 메모리 스트링 상에 배치되어 있으며, 메모리 스트링을 선택하는 선택 게이트 라인을 포함하고, 각각의 메모리 스트링은 기판에 대해 수직 방향으로 연장되는 원주형 부분을 갖고, 메모리 셀의 바디로서의 기능을 하는 반도체 층; 원주형 부분을 둘러싸고, 전하를 저장함으로써 데이터를 보유하는 전하 저장층; 전하 저장층을 개재하여 원주형 부분을 둘러싸고, 기판에 대해 평행하게 연장되도록 형성되어 있는 층간 절연층; 및 전하 저장층을 개재하여 원주형 부분을 둘러싸고, 기판에 대해 평행하게 연장되도록 형성되어 있고, 층간 절연층을 개재하여 적층되어 있으며, 선택 메모리 스트링과 판독 동작의 대상이 아닌 비선택 메모리 스트링을 공유하여 메모리 셀의 게이트로서의 기능을 하는 복수의 워드 라인 도전층을 포함함-, 복수의 메모리 스트링 중에서 선택 메모리 스트링에 포함된 메모리 셀로부터 데이터를 판독하는 판독 동작의 실행 동안에, 비선택 메모리 스트링 중 적어도 하나의 메모리 셀의 게이트에 제1 전압을 인가하고, 비선택 메모리 스트링 중 다른 메모리 셀의 게이트에 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하는 단계를 포함한다.According to a third embodiment of the present invention, a method of reading data in a nonvolatile semiconductor memory device, comprising: a memory cell array having a plurality of memory strings each including a plurality of memory cells connected in series; A semiconductor layer disposed on the memory string, the select gate line selecting a memory string, each memory string having a columnar portion extending in a direction perpendicular to the substrate, the semiconductor layer functioning as a body of the memory cell; A charge storage layer surrounding the columnar portion and holding data by storing charge; An interlayer insulating layer formed to surround the columnar portion via the charge storage layer and extend in parallel with the substrate; And formed around the columnar portion via the charge storage layer and extending in parallel to the substrate, stacked through the interlayer insulating layer, and sharing the selected memory string and the non-selected memory string that are not subject to a read operation. And a plurality of word line conductive layers functioning as gates of the memory cells, during execution of a read operation of reading data from a memory cell included in the selected memory string from among the plurality of memory strings. And applying a first voltage to a gate of one memory cell and applying a second voltage lower than the first voltage to a gate of another memory cell of the non-selected memory string.

불휘발성 반도체 메모리 장치에서의 판독 동작 동안에, 비선택 메모리 스트링을 통해 비트 라인에서 소스 라인으로 흐르는 전류가 억제될 수 있다.During a read operation in the nonvolatile semiconductor memory device, the current flowing from the bit line to the source line through the unselected memory string can be suppressed.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 회로도.
도 2는 메모리 셀 어레이 AR1을 도시한 개략 투시도.
도 3은 메모리 셀 어레이 AR1의 등가 회로도.
도 4는 메모리 셀 어레이 AR1의 부분 단면도.
도 5는 제어 회로 AR2의 특정 구성을 도시한 회로도.
도 6은 부스트(boost) 회로(12a)를 도시한 회로도.
도 7a는 부스트 회로(12a)의 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 7b는 부스트 회로(12a)의 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 8은 워드 라인 구동 회로(13a)를 도시한 회로도.
도 9는 백 게이트 라인 구동 회로(14)를 도시한 회로도.
도 10은 선택 게이트 라인 구동 회로(15a)를 도시한 회로도.
도 11은 소스 라인 구동 회로(16)를 도시한 회로도.
도 12는 감지 증폭기 회로(17)를 도시한 회로도.
도 13은 제1 실시예에 따른 판독 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 14는 제1 실시예에 따른 판독 동작의 개략도.
도 15는 제1 실시예에 따른 기입 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 16은 제1 실시예에 따른 소거 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 17은 제2 실시예에 따른 판독 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 18은 제2 실시예에 따른 판독 동작의 개략도.
도 19는 제3 실시예에 따른 워드 라인 구동 회로(13a)를 도시한 블록도.
도 20은 제3 실시예에 따른 행 디코더 회로(19a 및 19b)를 도시한 부분 회로도.
도 21은 제3 실시예에 따른 판독 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 22는 제3 실시예에 따른 판독 동작의 개략도.
도 23은 제4 실시예에 따른 워드 라인 구동 회로(13a)를 도시한 회로도.
도 24는 제4 실시예에 따른 백 게이트 라인 구동 회로(14)를 도시한 회로도.
도 25는 제4 실시예에 따른 판독 동작을 도시한 타이밍 차트.
도 26은 제4 실시예에 따른 판독 동작의 개략도.
1 is a circuit diagram of a nonvolatile semiconductor memory device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic perspective view of a memory cell array AR1.
3 is an equivalent circuit diagram of a memory cell array AR1.
4 is a partial cross-sectional view of the memory cell array AR1.
5 is a circuit diagram showing a specific configuration of the control circuit AR2.
6 is a circuit diagram showing a boost circuit 12a.
7A is a timing chart showing the operation of the boost circuit 12a.
7B is a timing chart showing the operation of the boost circuit 12a.
8 is a circuit diagram showing a word line driver circuit 13a.
9 is a circuit diagram showing a back gate line driving circuit 14.
10 is a circuit diagram showing a selection gate line driving circuit 15a.
11 is a circuit diagram showing a source line driver circuit 16.
12 is a circuit diagram showing a sense amplifier circuit 17. FIG.
13 is a timing chart showing a read operation according to the first embodiment.
14 is a schematic diagram of a read operation according to the first embodiment;
Fig. 15 is a timing chart showing a write operation according to the first embodiment.
16 is a timing chart showing an erase operation according to the first embodiment.
17 is a timing chart showing a read operation according to the second embodiment.
18 is a schematic diagram of a read operation according to the second embodiment;
Fig. 19 is a block diagram showing a word line driver circuit 13a according to the third embodiment.
20 is a partial circuit diagram showing row decoder circuits 19a and 19b according to the third embodiment.
21 is a timing chart showing a read operation according to the third embodiment;
22 is a schematic diagram of a read operation according to the third embodiment;
Fig. 23 is a circuit diagram showing a word line driver circuit 13a according to the fourth embodiment.
24 is a circuit diagram showing a back gate line driving circuit 14 according to the fourth embodiment.
25 is a timing chart showing a read operation according to the fourth embodiment.
26 is a schematic diagram of a read operation according to the fourth embodiment;

[제1 실시예][First Embodiment]

[구성][Configuration]

먼저, 제1 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 전체 구성이 도 1을 참조하여 설명된다. 도 1은 제1 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 회로도이다.First, the entire configuration of a nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 1 is a circuit diagram of a nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치는 메모리 셀 어레이 AR1, 및 메모리 셀 어레이 AR1의 주변에 제공된 제어 회로 AR2를 포함한다.As shown in FIG. 1, the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment includes a memory cell array AR1 and a control circuit AR2 provided around the memory cell array AR1.

도 1에 도시된 바와 같이, 메모리 셀 어레이 AR1은 직렬로 접속된 전기적 재기입 가능 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr8(메모리 셀)을 각각 갖는 다수의 메모리 스트링 MS를 갖도록 구성된다. 제어 회로 AR2는 메모리 트랜지스터 MTr(MTr1-MTr8)의 게이트에 인가된 전압 등을 제어하도록 구성된 다양한 종류의 제어 회로에 의해 구성된다. 제어 회로 AR2는 메모리 트랜지스터 MTr에 데이터를 기입하는 기입 동작, 메모리 트랜지스터 MTr 내의 데이터를 소거하는 소거 동작, 및 메모리 트랜지스터 MTr로부터 데이터를 판독하는 판독 동작을 실행한다. 기입 동작 및 판독 동작 동안에, 선택된 메모리 스트링 MS에 인가된 전압은 종래의 적층형 플래시 메모리와 거의 유사하다.As shown in Fig. 1, the memory cell array AR1 is configured to have a plurality of memory strings MS each having electrically rewritable memory transistors MTr1-MTr8 (memory cells) connected in series. The control circuit AR2 is constituted by various kinds of control circuits configured to control the voltage and the like applied to the gates of the memory transistors MTr1 to MTr8. The control circuit AR2 executes a write operation of writing data into the memory transistor MTr, an erase operation of erasing data in the memory transistor MTr, and a read operation of reading data from the memory transistor MTr. During the write operation and the read operation, the voltage applied to the selected memory string MS is almost similar to the conventional stacked flash memory.

그러나, 판독 동작 동안에, 제어 회로 AR2는 비선택 메모리 스트링 MS 내에 포함된 메모리 트랜지스터 MTr 중의 적어도 하나의 트랜지스터의 게이트에 판독 통과 전압 Vread를 인가하고, 비선택 메모리 스트링 MS 내에 포함된 다른 메모리 트랜지스터 MTr에 접지 전위 Vss(0 V)를 인가한다. 판독 통과 전압 Vread는 선택 메모리 스트링 MS 내의 비선택 메모리 트랜지스터 MTr의 게이트에 인가된 전압과 동일하고, 메모리 트랜지스터 MTr 내의 저장된 데이터에 관계없이 메모리 트랜지스터 MTr이 도통 상태로 되게 한다. 판독 통과 전압 Vread가 인가된 메모리 트랜지스터 MTr의 바디의 전위는 형성된 반전 층의 양에 비례하여, 접지 전압 Vss가 게이트에 인가된 다른 메모리 트랜지스터 MTr의 바디의 전위보다 낮아진다. 이러한 종류의 전위차는 우물형(well-type) 전위가 비선택 메모리 스트링 MS 내에 형성되게 함으로써, 비선택 메모리 스트링 MS 내의 누설 전류가 억제될 수 있게 한다.However, during the read operation, the control circuit AR2 applies the read pass voltage Vread to the gate of at least one of the memory transistors MTr included in the unselected memory string MS, and applies it to the other memory transistor MTr contained in the unselected memory string MS. The ground potential Vss (0 V) is applied. The read pass voltage Vread is equal to the voltage applied to the gate of the unselected memory transistor MTr in the selected memory string MS, and causes the memory transistor MTr to be in a conductive state regardless of the data stored in the memory transistor MTr. The potential of the body of the memory transistor MTr to which the read pass voltage Vread is applied is proportional to the amount of the inversion layer formed so that the ground voltage Vss is lower than the potential of the body of the other memory transistor MTr applied to the gate. This kind of potential difference allows a well-type potential to be formed in the unselected memory string MS, so that leakage current in the unselected memory string MS can be suppressed.

도 1에 도시된 바와 같이, 메모리 셀 어레이 AR1은 메모리 블록 MB의 m열을 포함한다. 각 메모리 블록 MB는 메모리 유닛 MU의 n행 2열을 포함한다. 메모리 유닛 MU는 메모리 스트링 MS, 메모리 스트링 MS의 한 단부에 접속된 소스측 선택 트랜지스터 SSTr, 및 메모리 스트링 MS의 다른 단부에 접속된 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr을 포함한다. 주의할 점은 도 1에 도시된 예에서, 메모리 유닛 MU의 제1 열은 (1)로 표시되고, 메모리 유닛 MU의 제2 열은 (2)로 표시된다는 것이다. 비트 라인 BL 및 소스 라인 SL은 메모리 블록 MB의 m열에 의해 공유된다.As shown in FIG. 1, memory cell array AR1 includes m columns of memory blocks MB. Each memory block MB includes n rows and 2 columns of memory units MU. The memory unit MU includes a memory string MS, a source side select transistor SSTr connected to one end of the memory string MS, and a drain side select transistor SDTr connected to the other end of the memory string MS. Note that in the example shown in FIG. 1, the first column of the memory unit MU is indicated by (1), and the second column of the memory unit MU is indicated by (2). The bit line BL and the source line SL are shared by the m columns of the memory block MB.

도 2에 도시된 바와 같이, 메모리 셀 어레이 AR1은 3차원 행렬로 배열된 전기적 데이터-저장 메모리 트랜지스터 MTr을 갖도록 구성된다. 즉, 수평 방향으로 행렬로 배열될 뿐만 아니라, 메모리 트랜지스터 MTr은 적층 방향(기판에 대해 수직 방향)으로도 배열된다. 적층 방향으로 정렬된 다수의 메모리 트랜지스터 MTr은 메모리 스트링 MS를 구성하기 위해 직렬로 접속된다. 선택적으로 도통 상태로 되는 소스측 선택 트랜지스터 SSTr 및 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr은 각각 메모리 스트링 MS의 양쪽 단부에 접속된다. 메모리 스트링 MS는 적층 방향으로 길게 배열된다. 상세한 적층 구조가 이후에 설명된다는 것에 주의하자.As shown in Fig. 2, the memory cell array AR1 is configured to have electrical data-storage memory transistors MTr arranged in a three-dimensional matrix. That is, not only are arranged in a matrix in the horizontal direction, but the memory transistors MTr are also arranged in the stacking direction (the direction perpendicular to the substrate). A plurality of memory transistors MTr aligned in the stacking direction are connected in series to constitute a memory string MS. The source side select transistor SSTr and drain side select transistor SDTr, which are selectively brought into a conductive state, are connected to both ends of the memory string MS, respectively. The memory strings MS are arranged long in the stacking direction. Note that the detailed laminate structure is described later.

다음에, 메모리 셀 어레이 AR1의 회로 구성이 도 3을 참조하여 구체적으로 설명된다. 도 3은 메모리 셀 어레이 AR1의 등가 회로도이다.Next, the circuit configuration of the memory cell array AR1 is described in detail with reference to FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the memory cell array AR1.

도 3에 도시된 바와 같이, 메모리 셀 어레이 AR1은 다수의 비트 라인 BL 및 다수의 메모리 블록 MB를 포함한다. 비트 라인 BL은 열 방향으로 연장하고 행 방향으로 소정의 간격을 갖는 줄무늬로 형성된다. 메모리 블록 MB는 소정의 간격을 두고 열 방향으로 반복적으로 제공된다.As shown in FIG. 3, the memory cell array AR1 includes a plurality of bit lines BL and a plurality of memory blocks MB. The bit lines BL extend in the column direction and are formed of stripes having a predetermined spacing in the row direction. The memory blocks MB are repeatedly provided in the column direction at predetermined intervals.

도 3에 도시된 바와 같이, 메모리 블록 MB는 행 방향 및 열 방향으로 행렬로 배열된 다수의 메모리 유닛 MU를 포함한다. 다수의 메모리 유닛 MU는 하나의 비트 라인 BL에 공통으로 접속되도록 제공된다. 메모리 유닛 MU는 메모리 스트링 MS, 소스측 선택 트랜지스터 SSTr, 및 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr을 포함한다. 열 방향으로 서로 인접한 메모리 유닛들 MU는 그 구성이 열 방향으로 서로 대칭이 되도록 형성된다. 메모리 유닛 MU는 행 방향 및 열 방향으로 행렬로 배열된다.As shown in FIG. 3, the memory block MB includes a plurality of memory units MUs arranged in a matrix in the row direction and the column direction. Multiple memory units MUs are provided to be commonly connected to one bit line BL. The memory unit MU includes a memory string MS, a source side select transistor SSTr, and a drain side select transistor SDTr. The memory units MUs adjacent to each other in the column direction are formed so that their configuration is symmetrical to each other in the column direction. The memory units MU are arranged in a matrix in the row direction and the column direction.

메모리 스트링 MS는 직렬로 접속된 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr8 및 백 게이트 트랜지스터 BTr에 의해 구성된다. 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr4는 적층 방향으로 직렬로 접속된다. 메모리 트랜지스터 MTr5-MTr8도 이와 유사하게 적층 방향으로 직렬로 접속된다. 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr8은 전하 저장 층 내에 전하를 트랩함으로써 정보를 저장한다. 백 게이트 트랜지스터 BTr은 최하층 메모리 트랜지스터 MTr4와 MTr5 사이에 접속된다. 그러므로, 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr8 및 백 게이트 트랜지스터 BTr은 열 방향으로 단면이 U자형으로 접속된다. 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr의 소스는 메모리 스트링 MS의 한 단부(메모리 트랜지스터 MTr1의 드레인)에 접속된다. 소스측 선택 트랜지스터 SSTr의 드레인은 메모리 스트링 MS의 다른 단부(메모리 트랜지스터 MTr8의 소스)에 접속된다.The memory string MS is constituted by memory transistors MTr1-MTr8 and back gate transistor BTr connected in series. The memory transistors MTr1-MTr4 are connected in series in the stacking direction. The memory transistors MTr5-MTr8 are similarly connected in series in the stacking direction. Memory transistors MTr1-MTr8 store information by trapping charges in the charge storage layer. The back gate transistor BTr is connected between the lowermost memory transistors MTr4 and MTr5. Therefore, the memory transistors MTr1-MTr8 and the back gate transistor BTr are connected in a U-shaped cross section in the column direction. The source of the drain side select transistor SDTr is connected to one end of the memory string MS (drain of the memory transistor MTr1). The drain of the source side select transistor SSTr is connected to the other end of the memory string MS (the source of the memory transistor MTr8).

행 방향으로 줄지어 배열된 메모리 유닛 MU 내의 메모리 트랜지스터 Mtr1의 게이트는 행 방향으로 연장하는 워드 라인 WL1에 공통으로 접속된다. 이와 유사하게, 행 방향으로 각각 줄지어 배열된 메모리 트랜지스터 MTr2-MTr8의 게이트는 행 방향으로 연장하는 각 워드 라인 WL2-WL8에 공통으로 접속된다. 주의할 점은 열 방향으로 인접한 2개의 메모리 스트링 MS가 또한 워드 라인 WL1-WL8을 공유한다는 것이다. 더구나, 행 방향 및 열 방향으로 행렬로 배열된 백 게이트 트랜지스터 BTr의 게이트는 백 게이트 라인 BG에 공통으로 접속된다.The gates of the memory transistors Mtr1 in the memory units MU arranged in line in the row direction are commonly connected to the word line WL1 extending in the row direction. Similarly, the gates of the memory transistors MTr2-MTr8 each arranged in a row direction are commonly connected to each word line WL2-WL8 extending in the row direction. Note that two memory strings MS adjacent in the column direction also share the word lines WL1-WL8. Moreover, the gates of the back gate transistors BTr arranged in a matrix in the row direction and the column direction are commonly connected to the back gate line BG.

행 방향으로 줄지어 배열된 메모리 유닛 MU 내의 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr의 각각의 게이트는 행 방향으로 연장하는 드레인측 선택 게이트 라인 SGD에 공통으로 접속된다. 더구나, 열 방향으로 줄지어 배열된 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr의 드레인은 열 방향으로 연장하는 비트 라인 BL에 공통으로 접속된다.Each gate of the drain side selection transistor SDTr in the memory units MU arranged in a row direction is commonly connected to the drain side selection gate line SGD extending in the row direction. Moreover, the drains of the drain side select transistors SDTr arranged in the column direction are commonly connected to the bit lines BL extending in the column direction.

행 방향으로 줄지어 배열된 메모리 유닛 MU 내의 소스측 선택 트랜지스터 SSTr의 각각의 게이트는 행 방향으로 연장하는 소스측 선택 게이트 라인 SGS에 공통으로 접속된다. 더구나, 행 방향으로 줄지어 배열된, 열 방향으로 서로 인접한 메모리 유닛 MU 쌍의 소스측 선택 트랜지스터 SSTr의 소스는 행 방향으로 연장하는 소스 라인 SL에 공통으로 접속된다.Each gate of the source side selection transistor SSTr in the memory units MU arranged in a row direction is commonly connected to a source side selection gate line SGS extending in the row direction. In addition, the sources of the source-side select transistors SSTr of the memory unit MU pairs adjacent to each other in the column direction arranged in a row direction are commonly connected to the source lines SL extending in the row direction.

다음에, 제1 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 적층 구조가 도 4를 참조하여 설명된다. 도 4는 메모리 셀 어레이 AR1의 부분 단면도이다.Next, the laminated structure of the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the memory cell array AR1.

도 4에 도시된 바와 같이, 메모리 셀 어레이 AR1은 기판(10) 위에, 백 게이트 트랜지스터 층(20), 메모리 트랜지스터 층(30), 선택 트랜지스터 층(40) 및 배선 층(50)을 포함한다. 백 게이트 트랜지스터 층(20)은 백 게이트 트랜지스터 BTr로서의 기능을 한다. 메모리 트랜지스터 층(30)은 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr8(메모리열 MS)로서의 기능을 한다. 선택 트랜지스터 층(40)은 소스측 선택 트랜지스터 SSTr 및 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr로서의 기능을 한다. 배선 층(50)은 소스 라인 SL 및 비트 라인 BL로서의 기능을 한다.As shown in FIG. 4, the memory cell array AR1 includes a back gate transistor layer 20, a memory transistor layer 30, a select transistor layer 40, and a wiring layer 50 on the substrate 10. The back gate transistor layer 20 functions as a back gate transistor BTr. The memory transistor layer 30 functions as a memory transistor MTr1-MTr8 (memory string MS). The select transistor layer 40 functions as a source side select transistor SSTr and a drain side select transistor SDTr. The wiring layer 50 functions as a source line SL and a bit line BL.

백 게이트 트랜지스터 층(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 백 게이트 도전 층(21)을 포함한다. 백 게이트 도전 층(21)은 백 게이트 라인 BG로서의 기능을 한다. 게다가, 백 게이트 도전 층(21)은 백 게이트 트랜지스터 BTr로서의 기능을 한다.The back gate transistor layer 20 includes a back gate conductive layer 21, as shown in FIG. 4. The back gate conductive layer 21 functions as a back gate line BG. In addition, the back gate conductive layer 21 functions as a back gate transistor BTr.

백 게이트 도전 층(21)은 기판에 평행하게 행 방향 및 열 방향으로 2차원으로 연장하도록 형성된다. 백 게이트 도전 층(21)은 메모리 블록 MB로 나누어진다. 백 게이트 도전 층(21)은 폴리실리콘(poly-Si)에 의해 구성된다.The back gate conductive layer 21 is formed to extend in two dimensions in the row direction and the column direction parallel to the substrate. The back gate conductive layer 21 is divided into memory blocks MB. The back gate conductive layer 21 is made of polysilicon (poly-Si).

백 게이트 트랜지스터 층(20)은 도 4에 도시된 바와 같이, 백 게이트 홀(22)을 포함한다. 백 게이트 홀(22)은 백 게이트 도전 층(21)을 파내서 형성된다. 백 게이트 홀(22)은 윗면에서 보았을 때 열 방향으로 긴, 대체로 직사각형 모양으로 형성된다. 백 게이트 홀(22)은 행 방향 및 열 방향으로 행렬로 형성된다.The back gate transistor layer 20 includes a back gate hole 22, as shown in FIG. The back gate hole 22 is formed by digging out the back gate conductive layer 21. The back gate hole 22 is formed in a generally rectangular shape that is long in the column direction when viewed from the top. The back gate holes 22 are formed in a matrix in the row direction and the column direction.

메모리 트랜지스터 층(30)은 도 4에 도시된 바와 같이, 백 게이트 트랜지스터 층(20)의 윗면 상에 형성된다. 메모리 트랜지스터 층(30)은 워드 라인 도전 층(31a-31d)을 포함한다. 워드 라인 도전 층(31a-31d)은 워드 라인 WL1-WL8로서의 기능을 한다. 게다가, 워드 라인 도전 층(31a-31d)은 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr8의 게이트로서의 기능을 한다.The memory transistor layer 30 is formed on the top surface of the back gate transistor layer 20, as shown in FIG. 4. The memory transistor layer 30 includes word line conductive layers 31a-31d. Word line conductive layers 31a-31d function as word lines WL1-WL8. In addition, the word line conductive layers 31a-31d function as gates of the memory transistors MTr1-MTr8.

워드 라인 도전 층(31a-31d)은 이들 사이에 층간 절연 층(도시 생략)이 삽입되어 적층된다. 워드 라인 도전 층(31a-31d)은 소정 영역을 따라 열 방향으로 소정의 간격을 두고 행 방향으로 연장하도록 형성된다. 워드 라인 도전 층(31a-31d)은 폴리실리콘(poly-Si)에 의해 구성된다.The word line conductive layers 31a to 31d are stacked with interlayer insulating layers (not shown) inserted therebetween. The word line conductive layers 31a to 31d are formed to extend in the row direction at predetermined intervals in the column direction along the predetermined region. The word line conductive layers 31a-31d are made of polysilicon (poly-Si).

메모리 트랜지스터 층(30)은 도 4에 도시된 바와 같이, 메모리 홀(32)을 포함한다. 메모리 홀(32)은 워드 라인 도전 층(31a-31d)을 관통하여 형성된다. 메모리 홀(32)은 백 게이트 홀(22)의 열 방향의 단부 부근과 줄을 맞춰 형성된다.The memory transistor layer 30 includes memory holes 32, as shown in FIG. 4. The memory holes 32 are formed through the word line conductive layers 31a-31d. The memory holes 32 are formed in line with the end portions of the back gate holes 22 in the column direction.

게다가, 백 게이트 트랜지스터 층(20) 및 메모리 트랜지스터 층(30)은 도 4에 도시된 바와 같이, 블록 절연 층(33a), 전하 저장 층(33b), 터널 절연 층(33c) 및 U자형 반도체 층(34)을 포함한다. 블록 절연 층(33a), 전하 저장 층(33b), 터널 절연 층(33c) 및 U자형 반도체 층(34)은 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr8의 MONOS로서의 기능을 한다. 전하 저장 층(33b)은 전하를 저장함으로써 데이터를 보유한다. U자형 반도체 층(34)은 메모리 스트링 MS의 바디로서의 기능을 한다.In addition, the back gate transistor layer 20 and the memory transistor layer 30 are formed of a block insulating layer 33a, a charge storage layer 33b, a tunnel insulating layer 33c, and a U-shaped semiconductor layer, as shown in FIG. (34). The block insulating layer 33a, the charge storage layer 33b, the tunnel insulating layer 33c, and the U-shaped semiconductor layer 34 function as MONOS of the memory transistors MTr1-MTr8. The charge storage layer 33b holds data by storing charge. U-shaped semiconductor layer 34 functions as a body of memory string MS.

블록 절연 층(33a)은 도 4에 도시된 바와 같이, 블록 게이트 홀(22) 및 메모리 홀(32)의 측벽 상에 소정의 두께로 형성된다. 전하 저장 층(33b)은 블록 절연 층(33a)의 측면 상에 소정의 두께로 형성된다. 터널 절연 층(33c)은 전하 저장 층(33b)의 측면 상에 소정의 두께로 형성된다. U자형 반도체 층(34)은 터널 절연 층(33c)의 측면과 접촉하게 형성된다. U자형 반도체 층(34)은 백 게이트 홀(22) 및 메모리 홀(32)을 채우도록 형성된다. U자형 반도체 층(34)은 행 방향에서 보았을 때 U자형으로 형성된다. U자형 반도체 층(34)은 기판(10)에 대해 수직 방향으로 연장하는 한 쌍의 원주형 부분(34a), 및 한 쌍의 원주형 부분(34a)의 하단부를 연결하도록 구성된 연결 부분(34b)을 포함한다.As shown in FIG. 4, the block insulating layer 33a is formed to a predetermined thickness on the sidewalls of the block gate hole 22 and the memory hole 32. The charge storage layer 33b is formed to a predetermined thickness on the side of the block insulating layer 33a. The tunnel insulation layer 33c is formed to a predetermined thickness on the side of the charge storage layer 33b. The U-shaped semiconductor layer 34 is formed in contact with the side surface of the tunnel insulation layer 33c. The U-shaped semiconductor layer 34 is formed to fill the back gate hole 22 and the memory hole 32. The U-shaped semiconductor layer 34 is formed in a U shape when viewed in the row direction. U-shaped semiconductor layer 34 comprises a pair of columnar portions 34a extending in a direction perpendicular to substrate 10 and a connecting portion 34b configured to connect the lower ends of the pair of columnar portions 34a. It includes.

블록 절연 층(33a) 및 터널 절연 층(33c)은 SiO2(silicon oxide)에 의해 구성된다. 전하 저장 층(33b)은 SiN(silicon nitride)에 의해 구성된다. U자형 반도체 층(34)은 폴리실리콘(poly-Si)에 의해 구성된다.The block insulating layer 33a and the tunnel insulating layer 33c are made of SiO 2 (silicon oxide). The charge storage layer 33b is made of silicon nitride (SiN). The U-shaped semiconductor layer 34 is made of polysilicon (poly-Si).

백 게이트 트랜지스터 층(20)의 상기 설명된 구성을 다른 말로 표현하면, 터널 절연 층(33c)은 연결 부분(34b)을 둘러싸도록 형성된다. 백 게이트 도전 층(21)은 연결 부분(34b)을 둘러싸도록 형성된다.In other words, the above-described configuration of the back gate transistor layer 20 is formed so that the tunnel insulation layer 33c surrounds the connecting portion 34b. The back gate conductive layer 21 is formed to surround the connecting portion 34b.

메모리 트랜지스터 층(30)의 상기 설명된 구성을 다른 말로 표현하면, 터널 절연 층(33c)은 원주형 부분(34a)을 둘러싸도록 형성된다. 전하 저장 층(33b)은 터널 절연 층(33c)을 둘러싸도록 형성된다. 블록 절연 층(33a)은 전하 저장 층(33b)을 둘러싸도록 형성된다. 워드 라인 도전 층(31a-31d)은 블록 절연 층(33a) 및 원주형 부분(34a)을 둘러싸도록 형성된다.In other words, the above-described configuration of the memory transistor layer 30 is formed so that the tunnel insulation layer 33c surrounds the columnar portion 34a. The charge storage layer 33b is formed to surround the tunnel insulation layer 33c. The block insulating layer 33a is formed to surround the charge storage layer 33b. The word line conductive layers 31a-31d are formed to surround the block insulating layer 33a and the columnar portion 34a.

선택 트랜지스터 층(40)은 도 4에 도시된 바와 같이, 소스측 도전 층(41a) 및 드레인측 도전 층(41b)을 포함한다. 소스측 도전 층(41a)은 소스측 선택 게이트 라인 SGS로서의 기능을 한다. 게다가, 소스측 도전 층(41a)은 소스측 선택 트랜지스터 SSTr의 게이트로서의 기능을 한다. 드레인측 도전 층(41b)은 드레인측 선택 게이트 라인 SGD로서의 기능을 한다. 게다가, 드레인측 도전 층(41b)은 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr의 게이트로서의 기능을 한다.The select transistor layer 40 includes a source side conductive layer 41a and a drain side conductive layer 41b, as shown in FIG. The source side conductive layer 41a functions as a source side select gate line SGS. In addition, the source side conductive layer 41a functions as a gate of the source side select transistor SSTr. The drain side conductive layer 41b functions as the drain side select gate line SGD. In addition, the drain side conductive layer 41b functions as a gate of the drain side select transistor SDTr.

소스측 도전 층(41a) 및 드레인측 도전 층(41b)은 열 방향으로 소정의 간격을 두고 행 방향으로 연장하는 줄무늬로 형성된다. 한 쌍의 소스측 도전 층(41a) 및 한 쌍의 드레인측 도전 층(41b)은 열 방향으로 교호로 배치된다. 소스측 도전 층(41a)은 U자형 반도체 층(34)을 구성하는 원주형 부분들(34a) 중의 하나의 상부 층에서 형성되고, 드레인측 도전 층(41b)은 U자형 반도체 층(34)을 구성하는 원주형 부분(34a)들 중의 다른 하나의 상부 층에서 형성된다. 소스측 도전 층(41a) 및 드레인측 도전 층(41b)은 폴리실리콘(poly-Si)에 의해 구성된다.The source side conductive layer 41a and the drain side conductive layer 41b are formed in stripes extending in the row direction at predetermined intervals in the column direction. The pair of source side conductive layers 41a and the pair of drain side conductive layers 41b are alternately arranged in the column direction. The source side conductive layer 41a is formed in the upper layer of one of the columnar portions 34a constituting the U-shaped semiconductor layer 34, and the drain side conductive layer 41b forms the U-shaped semiconductor layer 34. It is formed in the upper layer of the other one of the circumferential portions 34a constituting. The source side conductive layer 41a and the drain side conductive layer 41b are made of polysilicon (poly-Si).

선택 트랜지스터 층(40)은 도 4에 도시된 바와 같이, 소스측 홀(42a) 및 드레인측 홀(42b)을 포함한다. 소스측 홀(42a)은 소스측 도전 층(41a)을 관통하도록 형성된다. 소스측 홀(42a)은 메모리 홀(32)과 정렬된 위치에 형성된다. 드레인측 홀(42b)은 드레인측 도전 층(41b)을 관통하도록 형성된다. 드레인측 홀(42b)은 메모리 홀(32)과 정렬된 위치에 형성된다.The select transistor layer 40 includes a source side hole 42a and a drain side hole 42b, as shown in FIG. The source side hole 42a is formed to penetrate the source side conductive layer 41a. The source side hole 42a is formed at a position aligned with the memory hole 32. The drain side hole 42b is formed to penetrate the drain side conductive layer 41b. The drain side hole 42b is formed at a position aligned with the memory hole 32.

선택 트랜지스터 층(40)은 도 4에 도시된 바와 같이, 소스측 게이트 절연 층(43a), 소스측 원주형 반도체 층(44a), 드레인측 게이트 절연 층(43b) 및 드레인측 원주형 반도체 층(44b)을 포함한다. 소스측 원주형 반도체 층(44a)은 소스측 선택 트랜지스터 SSTr의 바디로서의 기능을 한다. 드레인측 원주형 반도체 층(44b)은 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr의 바디로서의 기능을 한다.As shown in FIG. 4, the select transistor layer 40 includes a source side gate insulating layer 43a, a source side columnar semiconductor layer 44a, a drain side gate insulating layer 43b and a drain side columnar semiconductor layer ( 44b). The source side columnar semiconductor layer 44a functions as a body of the source side selection transistor SSTr. The drain side columnar semiconductor layer 44b functions as a body of the drain side select transistor SDTr.

소스측 게이트 절연 층(43a)은 소스측 홀(42a)의 측벽 상에 형성된다. 소스측 원주형 반도체 층(44a)은 기판(10)에 대해 수직 방향으로 연장하고, 소스측 게이트 절연 층(43a)과 접촉하게 되도록 기둥 모양으로 형성된다. 드레인측 게이트 절연 층(43b)은 드레인측 홀(42b)의 측벽 상에 형성된다. 드레인측 원주형 반도체 층(44b)은 기판(10)에 대해 수직 방향으로 연장하고, 드레인측 게이트 절연 층(43b)과 접촉하게 되도록 기둥 모양으로 형성된다.The source side gate insulating layer 43a is formed on the sidewall of the source side hole 42a. The source side columnar semiconductor layer 44a is formed in a columnar shape to extend in a direction perpendicular to the substrate 10 and to be in contact with the source side gate insulating layer 43a. The drain side gate insulating layer 43b is formed on the sidewall of the drain side hole 42b. The drain side columnar semiconductor layer 44b is formed in a columnar shape to extend in a direction perpendicular to the substrate 10 and to come into contact with the drain side gate insulating layer 43b.

소스측 게이트 절연 층(43a) 및 드레인측 게이트 절연 층(43b)은 SiO2(silicon oxide)에 의해 구성된다. 소스측 원주 반도체 층(44a) 및 드레인측 원주형 반도체 층(44b)은 폴리실리콘(poly-Si)에 의해 구성된다.The source side gate insulating layer 43a and the drain side gate insulating layer 43b are made of SiO 2 (silicon oxide). The source side columnar semiconductor layer 44a and the drain side columnar semiconductor layer 44b are made of polysilicon (poly-Si).

선택 트랜지스터 층(40)의 상기 설명된 구성을 다른 말로 표현하면, 소스측 게이트 절연 층(43a)은 소스측 원주형 반도체 층(44a)을 둘러싸도록 형성된다. 소스측 도전 층(41a)은 소스측 게이트 절연 층(43a) 및 소스측 원주형 반도체 층(44a)을 둘러싸도록 형성된다. 드레인측 게이트 절연 층(43b)은 드레인측 원주형 반도체 층(44b)을 둘러싸도록 형성된다. 드레인측 도전 층(41b)은 드레인측 게이트 절연 층(43b) 및 드레인측 원주형 반도체 층(44b)을 둘러싸도록 형성된다.In other words, the above-described configuration of the select transistor layer 40 is formed so as to surround the source side columnar semiconductor layer 44a. The source side conductive layer 41a is formed to surround the source side gate insulating layer 43a and the source side columnar semiconductor layer 44a. The drain side gate insulating layer 43b is formed to surround the drain side columnar semiconductor layer 44b. The drain side conductive layer 41b is formed to surround the drain side gate insulating layer 43b and the drain side columnar semiconductor layer 44b.

배선 층(50)은 도 4에 도시된 바와 같이, 선택 트랜지스터 층(40)의 상부 층 상에 형성된다. 배선 층(50)은 소스 라인 층(51), 플러그 층(52) 및 비트 라인 층(53)을 포함한다. 소스 라인 층(51)은 소스 라인 SL로서의 기능을 한다. 비트 라인 층(53)은 비트 라인 BL로서의 기능을 한다.The wiring layer 50 is formed on the top layer of the select transistor layer 40, as shown in FIG. The wiring layer 50 includes a source line layer 51, a plug layer 52, and a bit line layer 53. The source line layer 51 functions as a source line SL. The bit line layer 53 functions as a bit line BL.

소스 라인 층(51)은 행 방향으로 연장하는 판형(plate-like) 모양으로 형성된다. 소스 라인 층(51)은 열 방향으로 서로 인접한 소스측 원주형 반도체 층(44a) 쌍의 상부 표면과 접촉하게 되도록 형성된다. 플러그 층(52)은 기판(10)에 대해 수직 방향으로 연장하고, 드레인측 원주형 반도체 층(44b)의 상부 표면과 접촉하게 되도록 형성된다. 비트 라인 층(53)은 열 방향으로 연장하고 행 방향으로 소정의 간격을 갖는 줄무늬로 형성된다. 비트 라인 층(53)은 플러그 층(52)의 상부 표면과 접촉하게 되도록 형성된다. 소스 라인 층(51), 플러그 층(52) 및 비트 라인 층(53)은 텅스텐(W)과 같은 금속에 의해 구성된다.The source line layer 51 is formed in a plate-like shape extending in the row direction. The source line layer 51 is formed in contact with the top surface of the pair of source side columnar semiconductor layers 44a adjacent to each other in the column direction. The plug layer 52 extends in a direction perpendicular to the substrate 10 and is formed to be in contact with the top surface of the drain side columnar semiconductor layer 44b. The bit line layer 53 is formed of streaks extending in the column direction and having a predetermined interval in the row direction. The bit line layer 53 is formed to be in contact with the top surface of the plug layer 52. The source line layer 51, plug layer 52 and bit line layer 53 are made of a metal such as tungsten (W).

다음에, 제어 회로 AR2의 특정 구성이 도 5를 참조하여 설명된다. 도 5는 제어 회로 AR2의 특정 구성을 도시한 회로도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제어 회로 AR2는 어드레스 디코더 회로(11), 부스트 회로(12a-12d), 워드 라인 구동 회로(13a 및 13b), 백 게이트 라인 구동 회로(14), 선택 게이트 라인 구동 회로(15a 및 15b), 소스 라인 구동 회로(16), 감지 증폭기 회로(S/A)(17), 시퀀서(sequencer)(18) 및 행 디코더 회로(19a 및 19b)를 포함한다.Next, a specific configuration of the control circuit AR2 is described with reference to FIG. 5 is a circuit diagram showing a specific configuration of the control circuit AR2. As shown in Fig. 5, the control circuit AR2 includes the address decoder circuit 11, the boost circuits 12a-12d, the word line driving circuits 13a and 13b, the back gate line driving circuit 14, and the selection gate line driving. Circuits 15a and 15b, source line drive circuit 16, sense amplifier circuit (S / A) 17, sequencer 18 and row decoder circuits 19a and 19b.

도 5에 도시된 바와 같이, 어드레스 디코더 회로(11)는 신호 BAD를 행 디코더 회로(19a 및 19b)에 출력하고, 신호 CAD를 감지 증폭기 회로(17)에 출력한다. 신호 BAD는 메모리 블록 MB(블록 어드레스)를 지정하기 위한 것이다. 신호 CAD는 메모리 블록 MB 내의 열(열 어드레스)을 지정하기 위한 것이다.As shown in Fig. 5, the address decoder circuit 11 outputs the signal BAD to the row decoder circuits 19a and 19b, and outputs the signal CAD to the sense amplifier circuit 17. The signal BAD is for specifying a memory block MB (block address). The signal CAD is for specifying a column (column address) in the memory block MB.

부스트 회로(12a-12d)는 전원 공급 전압으로부터 승압된 전압을 갖는 부스트 전압을 생성한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 부스트 회로(12a)는 부스트 전압을 워드 라인 구동 회로(13a 및 13b)에 전달한다. 부스트 회로(12b)는 부스트 전압을 백 게이트 라인 구동 회로(14)에 전달한다. 부스트 회로(12c)는 부스트 전압을 소스 라인 구동 회로(16)에 출력한다. 부스트 회로(12d)는 부스트 전압을 포함하는 신호 RDEC를 행 디코더 회로(19a 및 19b)에 출력한다.The boost circuits 12a-12d generate a boost voltage having a voltage stepped up from the power supply voltage. As shown in FIG. 5, the boost circuit 12a transfers the boost voltage to the word line driver circuits 13a and 13b. The boost circuit 12b transfers the boost voltage to the back gate line driver circuit 14. The boost circuit 12c outputs a boost voltage to the source line driver circuit 16. The boost circuit 12d outputs the signal RDEC including the boost voltage to the row decoder circuits 19a and 19b.

도 5에 도시된 바와 같이, 워드 라인 구동 회로(13a)는 신호 VCG1-VCG4 및 신호 VCGOFF-1 및 VCGOFF4를 출력한다. 워드 라인 구동 회로(13b)는 신호 VCG5-VCG8 및 신호 VCGOFF5-VCGOFF8을 출력한다. 신호 VCG1-VCG4는 선택된 메모리 블록 MB<i> 내의 워드 라인 WL1-WL4를 구동할 때 사용되고, 신호 VCGOFF1-VCGOFF4는 비선택 메모리 블록 MB<x> 내의 워드 라인 WL1-WL4를 구동할 때 사용된다. 신호 VCG5-VCG8은 선택된 메모리 블록 MB<i> 내의 워드 라인 WL5-WL8을 구동할 때 사용되고, 신호 VCGOFF5-VCGOFF8은 비선택 메모리 블록 MB<x> 내의 워드 라인 WL5-WL8을 구동할 때 사용된다. 주의할 점은 비선택 메모리 블록 MB<x> 내의 모든 메모리 스트링 MS가 비선택 메모리 스트링 MS라는 것이다.As shown in Fig. 5, the word line driving circuit 13a outputs signals VCG1-VCG4 and signals VCGOFF-1 and VCGOFF4. The word line driver circuit 13b outputs signals VCG5-VCG8 and signals VCGOFF5-VCGOFF8. Signals VCG1-VCG4 are used to drive word line WL1-WL4 in selected memory block MB <i>, and signals VCGOFF1-VCGOFF4 are used to drive word line WL1-WL4 in unselected memory block MB <x>. The signal VCG5-VCG8 is used when driving the word line WL5-WL8 in the selected memory block MB <i>, and the signal VCGOFF5-VCGOFF8 is used when driving the word line WL5-WL8 in the unselected memory block MB <x>. Note that all memory strings MS in unselected memory block MB <x> are unselected memory strings MS.

도 5에 도시된 바와 같이, 백 게이트 라인 구동 회로(14)는 신호 VBG 및 신호 VBGOFF를 출력한다. 신호 VBG는 선택된 메모리 블록 MB<i> 내의 백 게이트 라인 BG를 구동할 때 사용되고, 신호 VBGOFF는 비선택 메모리 블록 MB<x> 내의 백 게이트 라인 BG를 구동할 때 사용된다.As shown in Fig. 5, the back gate line driving circuit 14 outputs the signal VBG and the signal VBGOFF. The signal VBG is used when driving the back gate line BG in the selected memory block MB <i>, and the signal VBGOFF is used when driving the back gate line BG in the unselected memory block MB <x>.

도 5에 도시된 바와 같이, 선택 게이트 라인 구동 회로(15a)는 신호 VSGS2, 신호 VSGD1 및 신호 VSGOFF를 출력한다. 선택 게이트 라인 구동 회로(15b)는 신호 VSGS1, 신호 VSGD2 및 신호 VSGOFF를 출력한다. 신호 VSGS1 및 신호 VSGS2는 선택 메모리 블록 MB<i> 내의 제1열 소스측 선택 게이트 라인 SGS 및 제2열 소스측 선택 게이트 라인 SGS를 각각 구동할 때 사용된다. 신호 VSGD1 및 신호 VSGD2는 선택 메모리 블록 MB<i> 내의 제1열 드레인측 선택 게이트 라인 SGD 및 제2열 드레인측 선택 게이트 라인 SGD를 각각 구동할 때 사용된다. 신호 VSGOFF는 비선택 메모리 블록 MB<x> 내의 소스측 선택 게이트 라인 SGS 및 드레인측 선택 게이트 라인 SGD를 구동할 때 사용된다.As shown in Fig. 5, the selection gate line driving circuit 15a outputs the signal VSGS2, the signal VSGD1, and the signal VSGOFF. The selection gate line driver circuit 15b outputs the signal VSGS1, the signal VSGD2, and the signal VSGOFF. The signal VSGS1 and the signal VSGS2 are used when driving the first column source side select gate line SGS and the second column source side select gate line SGS in the selection memory block MB <i>, respectively. The signals VSGD1 and VSGD2 are used to drive the first column drain side select gate line SGD and the second column drain side select gate line SGD in the selection memory block MB <i>, respectively. The signal VSGOFF is used when driving the source side select gate line SGS and the drain side select gate line SGD in the unselected memory block MB <x>.

도 5에 도시된 바와 같이, 소스 라인 구동 회로(16)는 신호 VSL을 출력한다. 신호 VSL은 소스 라인 SL을 구동할 때 사용된다.As shown in Fig. 5, the source line driving circuit 16 outputs the signal VSL. The signal VSL is used when driving the source line SL.

도 5에 도시된 바와 같이, 감지 증폭기 회로(17)는 열 어드레스 신호 CAD에 따라 신호 VBL을 출력함으로써, 소정의 비트 라인 BL을 소정의 전위로 충전시키고, 그 다음에, 비트 라인 BL의 전위 변화에 기초하여 메모리 스트링 MS 내의 메모리 트랜지스터 MTr의 보유 데이터를 판단한다. 게다가, 감지 증폭기 회로(17)는 기입 데이터에 적절한 신호 VBL을 열 어드레스 CAD에 따라 소정의 비트 라인 BL에 출력한다.As shown in Fig. 5, the sense amplifier circuit 17 outputs the signal VBL in accordance with the column address signal CAD, thereby charging the predetermined bit line BL to a predetermined potential, and then changing the potential of the bit line BL. Based on the determination, the retention data of the memory transistor MTr in the memory string MS is determined. In addition, the sense amplifier circuit 17 outputs a signal VBL suitable for the write data to the predetermined bit line BL in accordance with the column address CAD.

도 5에 도시된 바와 같이, 시퀀서(18)는 제어 신호를 상기 설명된 회로(11-17)에 공급함으로써, 상기 설명된 회로(11-17)를 제어한다.As shown in Fig. 5, the sequencer 18 controls the circuits 11-17 described above by supplying control signals to the circuits 11-17 described above.

도 5에 도시된 바와 같이, 행 디코더 회로(19a 및 19b)는 메모리 블록들 MB 중의 하나에 각각 하나씩 제공된다. 행 디코더 회로(19a)는 메모리 블록 MB의 행 방향의 한 단부 측에 제공된다. 행 디코더 회로(19b)는 메모리 블록 MB의 행 방향의 다른 단부 측에 제공된다.As shown in Fig. 5, row decoder circuits 19a and 19b are provided one each in one of the memory blocks MB. The row decoder circuit 19a is provided on one end side in the row direction of the memory block MB. The row decoder circuit 19b is provided on the other end side in the row direction of the memory block MB.

행 디코더 회로(19a)는 신호 BAD, 신호 VCG1-VCG4 및 신호 VCGOFF1-VCGOFF4에 기초하여, 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr4의 게이트에 신호 VCG1<i>-VCG4<i>(또는 신호 VCG1<x>-VCG4<x>)를 입력한다. 게다가, 행 디코더 회로(19a)는 선택적으로, 신호 BAD, 신호 VSGS2 및 신호 VSGOFF에 기초하여, 제2열 메모리 유닛 MU 내의 소스측 선택 트랜지스터 SSTr의 게이트에 신호 VSGS2<i>(또는 신호 VSGS2<x>)를 입력한다. 더욱이, 행 디코더 회로(19a)는 선택적으로, 신호 BAD, 신호 VSGD1 및 신호 VSGOFF에 기초하여, 제1열 메모리 유닛 MU 내의 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr의 게이트에 신호 VSGD1<i>(또는 신호 VSGD1<x>)를 입력한다.The row decoder circuit 19a is based on the signals BAD, the signals VCG1-VCG4 and the signals VCGOFF1-VCGOFF4, and the signals VCG1 <i> -VCG4 <i> (or signals VCG1 <x> -VCG4) to the gates of the memory transistors MTr1-MTr4. <x>). In addition, the row decoder circuit 19a may optionally select a signal VSGS2 <i> (or a signal VSGS2 <x) at a gate of the source-side selection transistor SSTr in the second column memory unit MU based on the signal BAD, the signal VSGS2 and the signal VSGOFF. Enter>). Further, the row decoder circuit 19a may optionally select a signal VSGD1 <i> (or a signal VSGD1 <x) at a gate of the drain side select transistor SDTr in the first column memory unit MU based on the signal BAD, the signal VSGD1, and the signal VSGOFF. Enter>).

행 디코더 회로(19a)는 NAND 회로(19aa), NOT 회로(19ab), 전압 변환 회로(19ac), 제1 전송 트랜지스터 Tra1-Tra6 및 제2 전송 트랜지스터 Trb1-Trb6을 포함한다. 전압 변환 회로(19ac)는 NAND 회로(19aa) 및 NOT 회로(19ab)를 통해 수신되는 신호 BAD, 및 신호 RDEC에 기초하여, 신호 VSELa<i>(또는 VSELa<x>)를 생성하고, 이 신호 VSELa<i>(또는 VSELa<x>)를 제1 전송 트랜지스터 Tra1-Tra6의 게이트에 출력한다. 게다가, 전압 변환 회로(19ac)는 신호 BAD 및 신호 RDEC에 기초하여 신호 VbSELa<i>(또는 VbSELa<x>)를 생성하고, 이 신호 VbSELa<i>(또는 VbSELa<x>)를 제2 전송 트랜지스터 Trb1-Trb6의 게이트에 출력한다.The row decoder circuit 19a includes a NAND circuit 19aa, a NOT circuit 19ab, a voltage conversion circuit 19ac, a first transfer transistor Tra1-Tra6, and a second transfer transistor Trb1-Trb6. The voltage conversion circuit 19ac generates a signal VSELa <i> (or VSELa <x>) based on the signal BAD received through the NAND circuit 19aa and the NOT circuit 19ab, and the signal RDEC, and this signal VSELa <i> (or VSELa <x>) is output to the gates of the first transfer transistors Tra1-Tra6. In addition, the voltage conversion circuit 19ac generates the signal VbSELa <i> (or VbSELa <x>) based on the signal BAD and the signal RDEC, and transmits the signal VbSELa <i> (or VbSELa <x>) to the second transmission. It outputs to the gates of the transistors Trb1-Trb6.

제1 전송 트랜지스터 Tra1-Tra4는 워드 라인 구동 회로(13a)와 각 워드 라인 WL1-WL4의 사이에 접속된다. 제1 전송 트랜지스터 Tra1-Tra4는 신호 VCG1-VCG4 및 VSELa<i>에 기초하여 워드 라인 WL1-WL4에 신호 VCG1<i>-VCG4<i>를 출력한다. 제1 전송 트랜지스터 Tra5는 선택 게이트 라인 구동 회로(15a)와 제2열 메모리 유닛 MU 내의 소스측 선택 게이트 라인 SGS의 사이에 접속된다. 제1 전송 트랜지스터 Tra5는 신호 VSGS2 및 신호 VSELa<i>에 기초하여, 제2열 메모리 유닛 MU 내의 소스측 선택 게이트 라인 SGS에 신호 VSGS2<i>를 출력한다. 제1 전송 트랜지스터 Tra6은 선택 게이트 라인 구동 회로(15a)와 제1열 메모리 유닛 MU 내의 드레인측 선택 게이트 라인 SGD의 사이에 접속된다. 제1 전송 트랜지스터 Tra6은 신호 VSGD1 및 신호 VSELa<i>에 기초하여, 제1열 메모리 유닛 MU 내의 드레인측 선택 게이트 라인 SGD에 신호 VSGD1<i>를 출력한다.The first transfer transistor Tra1-Tra4 is connected between the word line driver circuit 13a and each word line WL1-WL4. The first transfer transistors Tra1-Tra4 output signals VCG1 <i> -VCG4 <i> to the word lines WL1-WL4 based on the signals VCG1-VCG4 and VSELa <i>. The first transfer transistor Tra5 is connected between the selection gate line driving circuit 15a and the source side selection gate line SGS in the second column memory unit MU. The first transfer transistor Tra5 outputs the signal VSGS2 <i> to the source side select gate line SGS in the second column memory unit MU based on the signal VSGS2 and the signal VSELa <i>. The first transfer transistor Tra6 is connected between the selection gate line driving circuit 15a and the drain side selection gate line SGD in the first column memory unit MU. The first transfer transistor Tra6 outputs the signal VSGD1 <i> to the drain side select gate line SGD in the first column memory unit MU based on the signal VSGD1 and the signal VSELa <i>.

제2 전송 트랜지스터 Trb1-Trb4는 워드 라인 구동 회로(13a)와 각 워드 라인 WL1-WL4의 사이에 접속된다. 제2 전송 트랜지스터 Trb1-Trb4는 신호 VCGOFF1-VCGOFF4 및 VbSELa<x>에 기초하여, 워드 라인 WL1-WL4에 신호 VCG1<x>-VCG4<x>를 출력한다. 제2 전송 트랜지스터 Trb5는 선택 게이트 라인 구동 회로(15a)와 제2열 메모리 유닛 MU 내의 소스측 선택 게이트 라인 SGS의 사이에 접속된다. 제2 전송 트랜지스터 Trb5는 신호 VSGOFF 및 신호 VbSELa<x>에 기초하여, 제2열 메모리 유닛 MU 내의 소스측 선택 게이트 라인 SGS에 신호 VSGS2<x>를 출력한다. 제2 전송 트랜지스터 Trb6은 선택 게이트 라인 구동 회로(15a)와 제1열 메모리 유닛 MU 내의 드레인측 선택 게이트 라인 SGD의 사이에 접속된다. 제2 전송 트랜지스터 Trb6은 신호 VSGOFF 및 신호 VbSELa<x>에 기초하여, 제1열 메모리 유닛 MU 내의 드레인측 선택 게이트 라인 SGD에 신호 VSGD1<x>를 출력한다.The second transfer transistors Trb1-Trb4 are connected between the word line driver circuit 13a and each word line WL1-WL4. The second transfer transistor Trb1-Trb4 outputs the signals VCG1 <x> -VCG4 <x> to the word lines WL1-WL4 based on the signals VCGOFF1-VCGOFF4 and VbSELa <x>. The second transfer transistor Trb5 is connected between the selection gate line driving circuit 15a and the source side selection gate line SGS in the second column memory unit MU. The second transfer transistor Trb5 outputs the signal VSGS2 <x> to the source side select gate line SGS in the second column memory unit MU based on the signal VSGOFF and the signal VbSELa <x>. The second transfer transistor Trb6 is connected between the selection gate line driving circuit 15a and the drain side selection gate line SGD in the first column memory unit MU. The second transfer transistor Trb6 outputs the signal VSGD1 <x> to the drain side select gate line SGD in the first column memory unit MU based on the signal VSGOFF and the signal VbSELa <x>.

행 디코더 회로(19b)는 신호 BAD, 신호 VCG5-VCG8 및 신호 VCGOFF5-VCGOFF8에 기초하여, 메모리 트랜지스터 MTr5-MTr8의 게이트에 신호 VCG5<i>-VCG8<i>(또는 신호 VCG5<x>-VCG8<x>)를 입력한다. 게다가, 행 디코더 회로(19b)는 선택적으로, 신호 BAD, 신호 VSGS1 및 신호 VSGOFF에 기초하여, 제1열 메모리 유닛 MU 내의 소스측 선택 트랜지스터 SSTr의 게이트에 신호 VSGS1<i>(또는 신호 VSGS1<x>)를 입력한다. 더욱이, 행 디코더 회로(19a)는 선택적으로, 신호 BAD, 신호 VSGD2 및 신호 VSGOFF에 기초하여, 제2열 메모리 유닛 MU 내의 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr의 게이트에 신호 VSGD2<i>(또는 신호 VSGD2<x>)를 입력한다.The row decoder circuit 19b uses the signals VCG5 <i> -VCG8 <i> (or signals VCG5 <x> -VCG8 to the gates of the memory transistors MTr5-MTr8 based on the signals BAD, signals VCG5-VCG8 and signals VCGOFF5-VCGOFF8. <x>). In addition, the row decoder circuit 19b selectively selects the signal VSGS1 <i> (or the signal VSGS1 <x) at the gate of the source-side selection transistor SSTr in the first column memory unit MU based on the signal BAD, the signal VSGS1 and the signal VSGOFF. Enter>). Further, the row decoder circuit 19a may optionally select a signal VSGD2 <i> (or a signal VSGD2 <x) at the gate of the drain side select transistor SDTr in the second column memory unit MU based on the signal BAD, the signal VSGD2, and the signal VSGOFF. Enter>).

행 디코더 회로(19b)는 NAND 회로(19ba), NOT 회로(19bb), 전압 변환 회로(19bc), 제1 전송 트랜지스터 Trc1-Trc7 및 제2 전송 트랜지스터 Trd1-Trd7을 포함한다. 전압 변환 회로(19bc)는 NAND 회로(19ba) 및 NOT 회로(19bb)를 통해 수신되는 신호 BAD, 및 신호 RDEC에 기초하여, 신호 VSELb<i>(또는 VSELb<x>)를 생성하고, 이 신호 VSELb<i>(또는 VSELb<x>)를 제1 전송 트랜지스터 Trc1-Trc7의 게이트에 출력한다. 게다가, 전압 변환 회로(19bc)는 신호 BAD 및 신호 RDEC에 기초하여 신호 VbSELb<i>(또는 VbSELb<x>)를 생성하고, 이 신호 VbSELb<i>(또는 VbSELb<x>)를 제2 전송 트랜지스터 Trd1-Trd7의 게이트에 출력한다.The row decoder circuit 19b includes a NAND circuit 19ba, a NOT circuit 19bb, a voltage conversion circuit 19bc, a first transfer transistor Trc1-Trc7, and a second transfer transistor Trd1-Trd7. The voltage conversion circuit 19bc generates a signal VSELb <i> (or VSELb <x>) based on the signal BAD received through the NAND circuit 19ba and the NOT circuit 19bb, and the signal RDEC, and this signal VSELb <i> (or VSELb <x>) is output to the gates of the first transfer transistors Trc1-Trc7. In addition, the voltage conversion circuit 19bc generates the signal VbSELb <i> (or VbSELb <x>) based on the signal BAD and the signal RDEC, and transmits this signal VbSELb <i> (or VbSELb <x>) to the second transmission. It outputs to the gates of the transistors Trd1-Trd7.

제1 전송 트랜지스터 Trc1-Trc4는 워드 라인 구동 회로(13b)와 각 워드 라인 WL5-WL8의 사이에 접속된다. 제1 전송 트랜지스터 Trc1-Trc4는 신호 VCG5-VCG8 및 VSELb<i>에 기초하여 워드 라인 WL5-WL8에 신호 VCG5<i>-VCG8<i>를 출력한다. 제1 전송 트랜지스터 Trc5는 백 게이트 라인 구동 회로(14)와 백 게이트 라인 BG 사이에 접속된다. 제1 전송 트랜지스터 Trc5는 신호 VBG 및 신호 VSELb<i>에 기초하여, 백 게이트 라인 BG에 신호 VBG를 출력한다. 제1 전송 트랜지스터 Trc6은 선택 게이트 라인 구동 회로(15b)와 제1열 메모리 유닛 MU 내의 소스측 선택 게이트 라인 SGS의 사이에 접속된다. 제1 전송 트랜지스터 Trc6은 신호 VSGS1 및 신호 VSELb<i>에 기초하여, 제1열 메모리 유닛 MU 내의 소스측 선택 게이트 라인 SGS에 신호 VSGS1<i>를 출력한다. 제1 전송 트랜지스터 Trc7은 선택 게이트 라인 구동 회로(15b)와 제2열 메모리 유닛 MU 내의 드레인측 선택 게이트 라인 SGD의 사이에 접속된다. 제1 전송 트랜지스터 Trc7은 신호 VSGD2 및 신호 VSELb<i>에 기초하여, 제2열 메모리 유닛 MU 내의 드레인측 선택 게이트 라인 SGD에 신호 VSGD2<i>를 출력한다.The first transfer transistors Trc1-Trc4 are connected between the word line driver circuit 13b and each word line WL5-WL8. The first transfer transistors Trc1-Trc4 output signals VCG5 <i> -VCG8 <i> to the word lines WL5-WL8 based on the signals VCG5-VCG8 and VSELb <i>. The first transfer transistor Trc5 is connected between the back gate line driving circuit 14 and the back gate line BG. The first transfer transistor Trc5 outputs the signal VBG to the back gate line BG based on the signal VBG and the signal VSELb <i>. The first transfer transistor Trc6 is connected between the selection gate line driving circuit 15b and the source side selection gate line SGS in the first column memory unit MU. The first transfer transistor Trc6 outputs the signal VSGS1 <i> to the source side select gate line SGS in the first column memory unit MU based on the signal VSGS1 and the signal VSELb <i>. The first transfer transistor Trc7 is connected between the selection gate line driving circuit 15b and the drain side selection gate line SGD in the second column memory unit MU. The first transfer transistor Trc7 outputs the signal VSGD2 <i> to the drain side select gate line SGD in the second column memory unit MU based on the signal VSGD2 and the signal VSELb <i>.

제2 전송 트랜지스터 Trd1-Trd4는 워드 라인 구동 회로(13b)와 각 워드 라인 WL5-WL8의 사이에 접속된다. 제2 전송 트랜지스터 Trd1-Trd4는 신호 VCGOFF5-VCGOFF8 및 VbSELb<x>에 기초하여, 워드 라인 WL5-WL8에 신호 VCG5<x>-VCG8<x>를 출력한다. 제2 전송 트랜지스터 Trd5는 백 게이트 라인 구동 회로(14)와 백 게이트 라인 BG의 사이에 접속된다. 제2 전송 트랜지스터 Trd5는 신호 VBGOFF 및 신호 VbSELb<x>에 기초하여, 백 게이트 라인 BG에 신호 VBGOFF를 출력한다. 제2 전송 트랜지스터 Trd6은 선택 게이트 라인 구동 회로(15b)와 제1열 메모리 유닛 MU 내의 소스측 선택 게이트 라인 SGS의 사이에 접속된다. 제2 전송 트랜지스터 Trd6은 신호 VSGOFF 및 신호 VbSELb<x>에 기초하여, 제1열 메모리 유닛 MU 내의 소스측 선택 게이트 라인 SGS에 신호 VSGS1<x>를 출력한다. 제2 전송 트랜지스터 Trd7은 선택 게이트 라인 구동 회로(15b)와 제2열 메모리 유닛 MU 내의 드레인측 선택 게이트 라인 SGD의 사이에 접속된다. 제2 전송 트랜지스터 Trd7은 신호 VSGOFF 및 신호 VbSELb<x>에 기초하여, 제2열 메모리 유닛 MU 내의 드레인측 선택 게이트 라인 SGD에 신호 VSGD2<x>를 출력한다.The second transfer transistors Trd1-Trd4 are connected between the word line driver circuit 13b and each word line WL5-WL8. The second transfer transistors Trd1-Trd4 output signals VCG5 <x> -VCG8 <x> to the word lines WL5-WL8 based on the signals VCGOFF5-VCGOFF8 and VbSELb <x>. The second transfer transistor Trd5 is connected between the back gate line driving circuit 14 and the back gate line BG. The second transfer transistor Trd5 outputs the signal VBGOFF to the back gate line BG based on the signal VBGOFF and the signal VbSELb <x>. The second transfer transistor Trd6 is connected between the selection gate line driving circuit 15b and the source side selection gate line SGS in the first column memory unit MU. The second transfer transistor Trd6 outputs the signal VSGS1 <x> to the source side select gate line SGS in the first column memory unit MU based on the signal VSGOFF and the signal VbSELb <x>. The second transfer transistor Trd7 is connected between the selection gate line driving circuit 15b and the drain side selection gate line SGD in the second column memory unit MU. The second transfer transistor Trd7 outputs the signal VSGD2 <x> to the drain side select gate line SGD in the second column memory unit MU based on the signal VSGOFF and the signal VbSELb <x>.

즉, 워드 라인 WL1-WL8에 접속된 것은 각각, 제1 전송 트랜지스터 Tra1-Tra4 및 Trc1-Trc4, 및 제2 전송 트랜지스터 Trb1-Trb4 및 Trd1-Trd4이다. 소스측 선택 게이트 라인 SGS 및 드레인측 선택 게이트 라인 SGD에 접속된 것은 각각, 제1 전송 트랜지스터 Tra5 및 Tra6(Trc6 및 Trc7), 및 제2 전송 트랜지스터 Trb5 및 Trb6(Trd6 및 Trd7)이다. 백 게이트 라인 BG에 접속된 것은 제1 전송 트랜지스터 Trc5 및 제2 전송 트랜지스터 Trd5이다. 더구나, 제1 전송 트랜지스터 Tra1-Tra6 및 Trc1-Trc7은 메모리 스트링 MS가 선택될 때 도통되게 된다. 제2 전송 트랜지스터 Trb1-Trb6 및 Trd1-Trd7은 메모리 스트링 MS가 선택되지 않을 때 도통되게 된다. 주의할 점은 제공된 워드 라인 WL1-WL8에 신호를 공급하는 신호 라인의 수는 예를 들어, 16개인 메모리 스트링들 MS 중의 하나의 메모리 스트링 내의 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr8의 수인 8보다 크다는 것이다.That is, connected to the word lines WL1-WL8 are the first transfer transistors Tra1-Tra4 and Trc1-Trc4 and the second transfer transistors Trb1-Trb4 and Trd1-Trd4, respectively. Connected to the source side select gate line SGS and the drain side select gate line SGD are first transfer transistors Tra5 and Tra6 (Trc6 and Trc7) and second transfer transistors Trb5 and Trb6 (Trd6 and Trd7), respectively. Connected to the back gate line BG are the first transfer transistor Trc5 and the second transfer transistor Trd5. Moreover, the first transfer transistors Tra1-Tra6 and Trc1-Trc7 become conductive when the memory string MS is selected. The second transfer transistors Trb1-Trb6 and Trd1-Trd7 become conductive when the memory string MS is not selected. Note that the number of signal lines supplying a signal to the provided word lines WL1-WL8 is greater than 8, for example, the number of memory transistors MTr1-MTr8 in one memory string of 16 memory strings MS.

다음에, 부스트 회로(12a-12d)의 특정 구성이 도 6을 참조하여 설명된다. 도 6은 부스트 회로(12a)를 도시한 회로도이다. 주의할 점은 부스트 회로(12b-12d)의 구성이 부스트 회로(12a)의 구성과 유사하기 때문에, 주로 부스트 회로(12a)가 아래에 설명된다는 것이다.Next, a specific configuration of the boost circuits 12a-12d is described with reference to FIG. 6. 6 is a circuit diagram showing the boost circuit 12a. Note that since the configuration of the boost circuits 12b-12d is similar to that of the boost circuit 12a, the boost circuit 12a is mainly described below.

부스트 회로(12a)는 전원 공급 전압 Vdd보다 높은 전압을 생성하기 위해 캐패시터의 충/방전을 이용한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 부스트 회로(12a)는 다이오드(121a-121n) 및 충/방전 회로(122a-122l)를 포함한다. 주의할 점은 부스트 회로(12a)는 다이오드 및 충/방전 회로를 더 포함할 수 있다는 것이다.The boost circuit 12a uses the charge / discharge of the capacitor to generate a voltage higher than the power supply voltage Vdd. As shown in FIG. 6, the boost circuit 12a includes diodes 121a-121n and charge / discharge circuits 122a-122l. Note that the boost circuit 12a may further include a diode and a charge / discharge circuit.

다이오드(121a-121e)는 도 6에 도시된 바와 같이, 직렬로 접속된다. 게다가, 다이오드(121f-121n)는 직렬로 접속된다. 다이오드(121a)의 한 단부는 다이오드(121f)의 한 단부에 접속된다. 다이오드(121e)의 한 단부는 다이오드(121n)의 한 단부에 접속된다.The diodes 121a-121e are connected in series, as shown in FIG. 6. In addition, the diodes 121f-121n are connected in series. One end of the diode 121a is connected to one end of the diode 121f. One end of the diode 121e is connected to one end of the diode 121n.

도 6에 도시된 바와 같이, 충/방전 회로(122a-122d)는 그 출력 단자가 다이오드들(121a-121e)의 사이에 접속된다. 충/방전 회로(122e-122l)는 그 출력 단자가 다이오드들(121f-121n)의 사이에 접속된다. 충/방전 회로(122a-122l)는 직렬로 접속된 AND 회로(123), 인버터(124) 및 캐패시터(125)를 갖는다.As shown in Fig. 6, the charge / discharge circuits 122a-122d have their output terminals connected between the diodes 121a-121e. The charge / discharge circuits 122e-122l have their output terminals connected between the diodes 121f-121n. The charge / discharge circuits 122a-122l have an AND circuit 123, an inverter 124, and a capacitor 125 connected in series.

충/방전 회로(122a-122d)는 AND 회로(123)의 입력 단자들 중의 하나가 신호 φ1 또는 신호 φ2를 교호로 수신하도록 구성된다. 충/방전 회로(122a-122d)는 AND 회로(123)의 입력 단자들 중의 다른 하나가 신호 PASS를 수신하도록 구성된다.The charge / discharge circuits 122a-122d are configured such that one of the input terminals of the AND circuit 123 alternately receives the signal φ1 or the signal φ2. The charge / discharge circuits 122a-122d are configured such that the other of the input terminals of the AND circuit 123 receives the signal PASS.

충/방전 회로(122e-122l)는 AND 회로(123)의 입력 단자들 중의 하나가 신호 φ1 또는 신호 φ2를 교호로 수신하도록 구성된다. 충/방전 회로(122e-122l)는 AND 회로(123)의 입력 단자들 중의 다른 하나가 신호 PRG를 수신하도록 구성된다.The charge / discharge circuits 122e-122l are configured such that one of the input terminals of the AND circuit 123 alternately receives the signal φ1 or the signal φ2. The charge / discharge circuits 122e-122l are configured such that the other of the input terminals of the AND circuit 123 receives the signal PRG.

여기에서, 부스트 회로(12a)의 동작은 도 7a 및 7b를 참조하여 설명된다. 도 7a 및 7b는 부스트 회로(12a)의 동작을 도시한 타이밍 차트이다. 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같이, 부스트 회로(12a)는 생성될 신호에 따라, 신호 PASS 또는 신호 PRG를 전원 공급 전압 Vdd 또는 접지 전압 Vss로 설정한다.Here, the operation of the boost circuit 12a is described with reference to FIGS. 7A and 7B. 7A and 7B are timing charts showing the operation of the boost circuit 12a. As shown in Figs. 7A and 7B, the boost circuit 12a sets the signal PASS or the signal PRG to the power supply voltage Vdd or the ground voltage Vss, depending on the signal to be generated.

다음에, 워드 라인 구동 회로(13a 및 13b)의 특정 구성은 도 8을 참조하여 설명된다. 도 8은 워드 라인 구동 회로(13a)를 도시한 회로도이다. 주의할 점은 워드 라인 구동 회로(13b)의 구성이 워드 라인 구동 회로(13a)의 구성과 유사하기 때문에, 주로 워드 라인 구동 회로(13a)가 아래에 설명된다는 것이다.Next, specific configurations of the word line driving circuits 13a and 13b are described with reference to FIG. 8 is a circuit diagram showing the word line driver circuit 13a. Note that since the configuration of the word line driver circuit 13b is similar to that of the word line driver circuit 13a, the word line driver circuit 13a is mainly described below.

워드 라인 구동 회로(13a)는 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제8 워드 라인 구동 회로(13A-13H)에 의해 구성된다. 제1 내지 제8 워드 라인 구동 회로(13A-13H)는 각각 신호 VCG1-VCG4 및 VCGOFF1-VCGOFF4를 출력한다. 주의할 점은 워드 라인 구동 회로(13b)에서, 제1 내지 제8 워드 라인 구동 회로(13A-13H)는 각각 VCG5-VCG8 및 VCGOFF5-VCGOFF8(도시 생략)을 출력한다는 것이다.The word line driver circuit 13a is constituted by the first to eighth word line driver circuits 13A-13H, as shown in FIG. The first to eighth word line driver circuits 13A-13H output signals VCG1-VCG4 and VCGOFF1-VCGOFF4, respectively. Note that in the word line driving circuit 13b, the first to eighth word line driving circuits 13A-13H output VCG5-VCG8 and VCGOFF5-VCGOFF8 (not shown), respectively.

제1 워드 라인 구동 회로(13A)는 도 8에 도시된 바와 같이, NAND 회로(131a-131c), 전압 변환 회로(132), NOT 회로(133a 및 133b) 및 전송 트랜지스터(134a-134e)를 포함한다. NAND 회로(131a-131c)의 입력 단자는 시퀀서(18)로부터 제어 신호를 수신한다. NAND 회로(131a)의 출력 단자는 전압 변환 회로(132)를 통해 전송 트랜지스터(134a)의 게이트에 접속된다. NAND 회로(131b)의 출력 단자는 NOT 회로(133a)를 통해 전송 트랜지스터(134b 및 134c)의 게이트에 접속된다. NAND 회로(131c)의 출력 단자는 전송 트랜지스터(134d)의 게이트에 접속된다. 게다가, NAND 회로(131c)의 출력 단자는 NOT 회로(133b)를 통해 전송 트랜지스터(134e)의 게이트에 접속된다.As shown in FIG. 8, the first word line driver circuit 13A includes NAND circuits 131a-131c, a voltage conversion circuit 132, NOT circuits 133a and 133b, and transfer transistors 134a-134e. do. Input terminals of the NAND circuits 131a-131c receive a control signal from the sequencer 18. The output terminal of the NAND circuit 131a is connected to the gate of the transfer transistor 134a through the voltage conversion circuit 132. The output terminal of the NAND circuit 131b is connected to the gates of the transfer transistors 134b and 134c through the NOT circuit 133a. The output terminal of the NAND circuit 131c is connected to the gate of the transfer transistor 134d. In addition, the output terminal of the NAND circuit 131c is connected to the gate of the transfer transistor 134e through the NOT circuit 133b.

전송 트랜지스터(134a)는 한 단부가 부스트 회로(12a)의 출력 단자에 접속되고, 다른 단부가 노드(135)에 접속된다. 여기에서, 노드(135)는 신호 VCG1을 출력한다. 전송 트랜지스터(134b)는 전송 트랜지스터(134c)와 직렬로 접속된다. 전송 트랜지스터(134b)의 다른 단부는 접지 전압 Vss에 접속된다. 전송 트랜지스터(134c)의 다른 단부는 노드(135)에 접속된다. 전송 트랜지스터(134d)는 전송 트랜지스터(134e)와 직렬로 접속된다. 전송 트랜지스터(134d)의 다른 단부는 전원 공급 전압 Vdd에 접속된다. 전송 트랜지스터(134e)의 다른 단부는 노드(135)에 접속된다. 주의할 점은 제2 내지 제8 워드 라인 구동 회로(13B-13H)가 제1 워드 라인 구동 회로(13A)와 유사한 구성을 갖는다는 것이다.The transfer transistor 134a has one end connected to the output terminal of the boost circuit 12a and the other end connected to the node 135. Here, node 135 outputs signal VCG1. The transfer transistor 134b is connected in series with the transfer transistor 134c. The other end of the transfer transistor 134b is connected to the ground voltage Vss. The other end of transfer transistor 134c is connected to node 135. The transfer transistor 134d is connected in series with the transfer transistor 134e. The other end of the transfer transistor 134d is connected to the power supply voltage Vdd. The other end of transfer transistor 134e is connected to node 135. Note that the second to eighth word line driving circuits 13B-13H have a configuration similar to that of the first word line driving circuit 13A.

다음에, 백 게이트 라인 구동 회로(14)의 특정 구성은 도 9를 참조하여 설명된다. 도 9는 백 게이트 라인 구동 회로(14)를 도시한 회로도이다.Next, the specific configuration of the back gate line driving circuit 14 is described with reference to FIG. 9 is a circuit diagram showing the back gate line driving circuit 14.

백 게이트 라인 구동 회로(14)는 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 백 게이트 라인 구동 회로(14A 및 14B)에 의해 구성된다. 제1 및 제2 백 게이트 라인 구동 회로(14A 및 14B)는 각각 신호 VBG 및 VBGOFF를 출력한다.The back gate line driving circuit 14 is constituted by the first and second back gate line driving circuits 14A and 14B, as shown in FIG. The first and second back gate line driving circuits 14A and 14B output signals VBG and VBGOFF, respectively.

제1 백 게이트 라인 구동 회로(14A)는 도 9에 도시된 바와 같이, NAND 회로(141a-141c), 전압 변환 회로(142), NOT 회로(143a 및 143b) 및 전송 트랜지스터(144a-144e)를 포함한다. 이들 회로(141a-141c, 142, 및 143a와 143b) 및 전송 트랜지스터(144a-144e)는 제1 워드 라인 구동 회로(13A)와 거의 유사한 접속 관계를 가지므로, 그 설명은 생략된다. 주의할 점은 전송 트랜지스터(144a)의 한 단부가 부스트 회로(12b)에 접속되고, 다른 단부가 노드(145)에 접속된다는 것이다. 노드(145)는 신호 VBG를 출력한다. 제2 백 게이트 라인 구동 회로(14B)는 제1 백 게이트 라인 구동 회로(14A)와 유사한 구성을 갖는다.As shown in FIG. 9, the first back gate line driving circuit 14A includes the NAND circuits 141a-141c, the voltage conversion circuit 142, the NOT circuits 143a and 143b, and the transfer transistors 144a-144e. Include. Since these circuits 141a-141c, 142, and 143a and 143b and the transfer transistors 144a-144e have a connection relationship that is substantially similar to that of the first word line driver circuit 13A, description thereof is omitted. Note that one end of the transfer transistor 144a is connected to the boost circuit 12b and the other end is connected to the node 145. Node 145 outputs signal VBG. The second back gate line driver circuit 14B has a configuration similar to the first back gate line driver circuit 14A.

다음에, 선택 게이트 라인 구동 회로(15a 및 15b)의 특정 구성은 도 10을 참조하여 설명된다. 도 10은 선택 게이트 라인 구동 회로(15a)를 도시한 회로도이다. 주의할 점은 선택 게이트 라인 구동 회로(15b)의 구성이 선택 게이트 라인 구동 회로(15a)의 구성과 유사하기 때문에, 주로 선택 게이트 라인 구동 회로(15a)가 아래에 설명된다는 것이다.Next, the specific configuration of the selection gate line driving circuits 15a and 15b is described with reference to FIG. 10 is a circuit diagram showing the selection gate line driver circuit 15a. Note that since the configuration of the selection gate line driving circuit 15b is similar to that of the selection gate line driving circuit 15a, the selection gate line driving circuit 15a is mainly described below.

선택 게이트 라인 구동 회로(15a)는 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 선택 게이트 라인 구동 회로(15A-15C)에 의해 구성된다. 제1 내지 제3 선택 게이트 라인 구동 회로(15A-15C)은 각각 신호 VSGS2, VSGD1 및 VSGOFF를 출력한다. 주의할 점은 선택 게이트 라인 구동 회로(15b)에서, 제1 내지 제3 선택 게이트 라인 구동 회로(15A-15C)는 각각 신호 VSGS1, VSGD2 및 VSGOFF(도시 생략)를 출력한다는 것이다.The selection gate line driving circuit 15a is constituted by the first to third selection gate line driving circuits 15A-15C, as shown in FIG. The first to third select gate line driving circuits 15A-15C output signals VSGS2, VSGD1, and VSGOFF, respectively. Note that in the selection gate line driving circuit 15b, the first to third selection gate line driving circuits 15A-15C output signals VSGS1, VSGD2 and VSGOFF (not shown), respectively.

제1 선택 게이트 라인 구동 회로(15A)는 도 10에 도시된 바와 같이, NAND 회로(151a 및 151b), NOT 회로(152a 및 152b), 전압 변환 회로(153a 및 153b) 및 전송 트랜지스터(154a 및 154b)를 포함한다. NAND 회로(151a 및 151b)는 각각 시퀀서(18)로부터 제어 신호를 수신한다. NAND 회로(151a 및 151b)는 그 출력 단자가 각각 전압 변환 회로(153a 및 153b)의 입력 단자들 중의 하나에 접속된다. 게다가, NAND 회로(151a 및 151b)는 그 출력 단자가 각각 NOT 회로(152a 및 152b)를 통해 전압 변환 회로(153a 및 153b)의 입력 단자들 중의 다른 단자에 접속된다. 전압 변환 회로(153a 및 153b)는 그 출력 단자가 각각 전송 트랜지스터(154a 및 154b)의 게이트에 접속된다.As shown in FIG. 10, the first select gate line driving circuit 15A includes NAND circuits 151a and 151b, NOT circuits 152a and 152b, voltage conversion circuits 153a and 153b, and transfer transistors 154a and 154b. ). NAND circuits 151a and 151b receive control signals from sequencer 18, respectively. NAND circuits 151a and 151b have their output terminals connected to one of the input terminals of voltage conversion circuits 153a and 153b, respectively. In addition, the NAND circuits 151a and 151b have their output terminals connected to other ones of the input terminals of the voltage conversion circuits 153a and 153b through the NOT circuits 152a and 152b, respectively. The voltage conversion circuits 153a and 153b have their output terminals connected to the gates of the transfer transistors 154a and 154b, respectively.

전송 트랜지스터(154a)는 한 단부가 접지 전압 Vss에 접속되고, 다른 단부가 노드(155)에 접속된다. 여기에서, 노드(155)는 신호 VSGS2를 출력한다. 전송 트랜지스터(154b)는 한 단부가 전원 공급 전압 Vdd에 접속되고, 다른 단부가 노드(155)에 접속된다. 주의할 점은 제2 및 제3 선택 게이트 라인 구동 회로(15B 및 15C)가 제1 선택 게이트 라인 구동 회로(15A)와 유사한 구성을 갖는다는 것이다.Transfer transistor 154a has one end connected to ground voltage Vss and the other end connected to node 155. Here, node 155 outputs signal VSGS2. The transfer transistor 154b has one end connected to the power supply voltage Vdd and the other end connected to the node 155. Note that the second and third select gate line driver circuits 15B and 15C have a configuration similar to that of the first select gate line driver circuit 15A.

다음에, 소스 라인 구동 회로(16)의 특정 구성은 도 11을 참조하여 설명된다. 도 11은 소스 라인 구동 회로(16)를 도시한 회로도이다.Next, a specific configuration of the source line driver circuit 16 is described with reference to FIG. 11 is a circuit diagram showing the source line driver circuit 16.

소스 라인 구동 회로(16)는 도 11에 도시된 바와 같이, NAND 회로(161a-161c), NOT 회로(162a-162c), 전압 변환 회로(163a-163c) 및 전송 트랜지스터(164a-164c)를 포함한다. NAND 회로(161a-161c)는 각각 시퀀서(18)로부터 제어 신호를 수신한다. NAND 회로(161a-161c)는 그 출력 단자가 각각 전압 변환 회로(163a-163c)의 입력 단자들 중의 하나에 접속된다. 게다가, NAND 회로(161a-161c)는 그 출력 단자가 각각 NOT 회로(162a-162c)를 통해 전압 변환 회로(163a-163c)의 입력 단자들 중의 다른 단자에 접속된다. 전압 변환 회로(163a-163c)는 그 출력 단자가 각각 전송 트랜지스터(164a-164c)의 게이트에 접속된다.The source line driving circuit 16 includes NAND circuits 161a-161c, NOT circuits 162a-162c, voltage conversion circuits 163a-163c, and transfer transistors 164a-164c, as shown in FIG. do. NAND circuits 161a-161c receive control signals from sequencer 18, respectively. The NAND circuits 161a-161c have their output terminals connected to one of the input terminals of the voltage conversion circuits 163a-163c, respectively. In addition, the NAND circuits 161a-161c have their output terminals connected to other ones of the input terminals of the voltage conversion circuits 163a-163c through the NOT circuits 162a-162c respectively. The voltage conversion circuits 163a-163c have their output terminals connected to the gates of the transfer transistors 164a-164c, respectively.

전송 트랜지스터(164a)는 한 단부가 부스트 회로(12c)의 출력 단자에 접속되고, 다른 단부가 노드(165)에 접속된다. 여기에서, 노드(165)는 신호 VSL을 출력한다. 전송 트랜지스터(164b)는 한 단부가 접지 전압 Vss에 접속되고, 다른 단부가 노드(165)에 접속된다. 전송 트랜지스터(164c)는 한 단부가 전원 공급 전압 Vdd에 접속되고, 다른 단부가 노드(165)에 접속된다.The transfer transistor 164a has one end connected to the output terminal of the boost circuit 12c and the other end connected to the node 165. Here, node 165 outputs signal VSL. Transfer transistor 164b has one end connected to ground voltage Vss and the other end connected to node 165. The transfer transistor 164c has one end connected to the power supply voltage Vdd and the other end connected to the node 165.

다음에, 감지 증폭기 회로(17)의 특정 구성은 도 12를 참조하여 설명된다. 도 12는 감지 증폭기 회로(17)를 도시한 회로도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 감지 증폭기 회로(17)는 선택 회로(171a-171c), NAND 회로(172a 및 172b), NOT 회로(173a 및 173b) 및 전압 변환 회로(174a 및 174b)를 포함한다. 선택 회로(171a-171c)는 선택적으로 비트 라인 BL을 소스 라인 SL에 접속시키고, 비트 라인 BL의 전위를 소스 라인 SL과 동일한 전위로 설정한다.Next, a specific configuration of the sense amplifier circuit 17 is described with reference to FIG. 12 is a circuit diagram showing the sense amplifier circuit 17. As shown in FIG. 12, the sense amplifier circuit 17 includes select circuits 171a-171c, NAND circuits 172a and 172b, NOT circuits 173a and 173b, and voltage conversion circuits 174a and 174b. . The selection circuits 171a-171c selectively connect the bit line BL to the source line SL, and set the potential of the bit line BL to the same potential as the source line SL.

선택 회로(171a-171c)는 도 12에 도시된 바와 같이, 페이지 버퍼(171A) 및 전송 트랜지스터(171B 및 171C)를 각각 포함한다. 페이지 버퍼(171A)는 비트 라인 BL로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호에 기초하여 외부 및 어드레스 디코더 회로(11)에 신호를 출력한다. 트랜지스터(171B)는 한 단부가 비트 라인 BL에 접속되고, 다른 단부가 페이지 버퍼(171A)에 접속된다. 트랜지스터(171B)의 게이트는 전압 변환 회로(174a)로부터 출력 신호 VCUT를 수신한다. 트랜지스터(171C)는 한 단부가 비트 라인 BL에 접속되고, 다른 단부가 소스 라인 SL에 접속된다. 트랜지스터(171C)의 게이트는 전압 변환 회로(174b)로부터 출력 신호 VRST를 수신한다.The selection circuits 171a-171c include the page buffer 171A and the transfer transistors 171B and 171C, respectively, as shown in FIG. 12. The page buffer 171A receives a signal from the bit line BL, and outputs a signal to the external and address decoder circuit 11 based on the received signal. One end of the transistor 171B is connected to the bit line BL, and the other end thereof is connected to the page buffer 171A. The gate of transistor 171B receives the output signal VCUT from voltage conversion circuit 174a. One end of the transistor 171C is connected to the bit line BL, and the other end thereof is connected to the source line SL. The gate of the transistor 171C receives the output signal VRST from the voltage conversion circuit 174b.

NAND 회로(172a 및 172b)는 각각 시퀀서(18)로부터 제어 신호를 수신한다. NAND 회로(172a 및 172b)는 그 출력 단자가 각각 전압 변환 회로(174a 및174b)의 입력 단자들 중의 하나에 접속된다. 게다가, NAND 회로(172a 및 172b)는 그 출력 단자가 각각 NOT 회로(173a 및 173b)를 통해 전압 변환 회로(174a 및 174b)의 입력 단자들 중의 다른 단자에 접속된다. 전압 변환 회로(174a)는 수신된 신호에 기초하여 트랜지스터(171B)의 게이트에 신호 VCUT를 입력한다. 전압 변환 회로(174b)는 수신된 신호에 기초하여 트랜지스터(171C)의 게이트에 신호 VRST를 입력한다.NAND circuits 172a and 172b respectively receive control signals from sequencer 18. NAND circuits 172a and 172b have their output terminals connected to one of the input terminals of voltage conversion circuits 174a and 174b, respectively. In addition, the NAND circuits 172a and 172b have their output terminals connected to other ones of the input terminals of the voltage conversion circuits 174a and 174b through the NOT circuits 173a and 173b, respectively. The voltage conversion circuit 174a inputs the signal VCUT to the gate of the transistor 171B based on the received signal. The voltage conversion circuit 174b inputs the signal VRST to the gate of the transistor 171C based on the received signal.

[판독 동작][Read Action]

다음에, 제1 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 판독 동작이 도 13을 참조하여 설명된다. 도 13은 제1 실시예에 따른 판독 동작을 도시한 타이밍 차트이다. 도 13에 도시된 판독 동작은 선택 메모리 블록 MB<i> 내의 제1 열의 선택 메모리 트랜지스터 MTr 내에 포함된 선택 메모리 트랜지스터 MTr2 상에서 실행된다. 주의할 점은 비선택 메모리 블록 MB<x> 내의 모든 메모리 스트링 MS가 비선택 메모리 스트링 MS라는 것이다.Next, a read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 13 is a timing chart showing a read operation according to the first embodiment. The read operation shown in FIG. 13 is executed on the selection memory transistor MTr2 included in the selection memory transistor MTr of the first column in the selection memory block MB <i>. Note that all memory strings MS in unselected memory block MB <x> are unselected memory strings MS.

먼저, 선택 메모리 블록 MB<i>에서의 동작이 도 13을 참조하여 설명된다. 처음에, 시간 t11에서, 신호 VBL은 전압 Vpre로 상승한다. 즉, 비트 라인 BL은 전압 Vpre로 미리 충전된다. 그 다음, 시간 t12에서, 신호 VSELa<i> 및 VSELb<i>는 전압 Vpp로 상승한다. 다음에, 시간 t13에서, 신호 VSGS1<i> 및 VSGD1<i>는 전압 Vdd로 상승한다. 게다가, 시간 t13에서, 신호 VCG1<i>, VCG3<i>-VCG8<i> 및 VBG<i>는 판독 통과 전압 Vread로 상승한다. 주의할 점은, 전압 Vpp는 제1 전송 트랜지스터 Tra1-Tra4 및 Trc1-Trc4가 도통 상태로 되게 하는 전압이라는 것이다.First, the operation in the selected memory block MB <i> is described with reference to FIG. Initially, at time t11, signal VBL rises to voltage Vpre. That is, the bit line BL is precharged with the voltage Vpre. Then, at time t12, the signals VSELa <i> and VSELb <i> rise to the voltage Vpp. Next, at time t13, the signals VSGS1 <i> and VSGD1 <i> rise to the voltage Vdd. In addition, at time t13, the signals VCG1 <i>, VCG3 <i> -VCG8 <i> and VBG <i> rise to the read pass voltage Vread. Note that the voltage Vpp is the voltage that causes the first transfer transistors Tra1-Tra4 and Trc1-Trc4 to conduct.

시간 t13 이후에, 비트 라인 BL의 전압 변화가 감지 증폭기 회로(15)에 의해 검출됨으로써, 선택 메모리 트랜지스터 MTr2 내의 데이터를 판독한다.After time t13, the voltage change of the bit line BL is detected by the sense amplifier circuit 15, thereby reading data in the selected memory transistor MTr2.

다음에, 비선택 메모리 블록 MB<x>에서의 동작이 도 13을 참조하여 설명된다. 먼저, 시간 t11에서, 신호 VBL은 전압 Vpre로 상승한다. 그 다음, 시간 t12에서, 신호 VbSELa<x> 및 VbSELb<x>는 전압 Vpp로 상승한다. 다음에, 시간 t13에서, 신호 VCG1<x>, VCG3<x>, VCG6<x>, VCG8<x> 및 VBG<x>는 판독 통과 전압 Vread로 상승한다. 주의할 점은 신호 VCG2<x>, VCG4<x>, VCG5<x> 및 VCG7<x>가 전압 Vss로 유지된다는 것이다.Next, the operation in the unselected memory block MB <x> is described with reference to FIG. First, at time t11, the signal VBL rises to the voltage Vpre. Then, at time t12, signals VbSELa <x> and VbSELb <x> rise to voltage Vpp. Next, at time t13, the signals VCG1 <x>, VCG3 <x>, VCG6 <x>, VCG8 <x> and VBG <x> rise to the read pass voltage Vread. Note that the signals VCG2 <x>, VCG4 <x>, VCG5 <x> and VCG7 <x> remain at the voltage Vss.

비선택 메모리 블록 MB<x> 내에서의 상기 설명된 판독 동작의 개요는 도 14를 참조하여 이제 설명된다. 도 14에서, 메모리 트랜지스터 MTr3은 기입 상태로 가정되고(전자는 전하 저장 층에 저장되고, 메모리 트랜지스터의 임계 전압은 양의 값을 가짐), 메모리 트랜지스터 MTr6은 과소거 상태로 가정된다(과도한 소거 동작으로 인해, 메모리 트랜지스터의 임계 전압은 지나치게 큰 음의 값을 갖는다). 즉, 메모리 트랜지스터 MTr3 내의 전하 저장 층은 고농도의 전자를 갖는 것으로 가정되고, 메모리 트랜지스터 층 MTr6 내의 전하 저장 층은 고농도의 정공(hole)을 갖는 것으로 가정된다.The outline of the above described read operation in the unselected memory block MB <x> is now described with reference to FIG. In Fig. 14, the memory transistor MTr3 is assumed to be in the write state (the electrons are stored in the charge storage layer, the threshold voltage of the memory transistor has a positive value), and the memory transistor MTr6 is assumed to be in the erased state (excessive erase operation). Due to this, the threshold voltage of the memory transistor has a negative value which is too large). That is, the charge storage layer in the memory transistor MTr3 is assumed to have a high concentration of electrons, and the charge storage layer in the memory transistor layer MTr6 is assumed to have a high concentration of holes.

도 13에 도시된 동작이 실행되는 경우에, 도 14에 도시된 바와 같이, 비선택 메모리 블록 MB<x> 내의 소스측 선택 트랜지스터 SSTr, 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr 및 메모리 트랜지스터 MTr2, MTr4, MTr5 및 MTr7의 바디 내에는 형성된 채널이 없다. 다른 한편, 메모리 트랜지스터 MTr1, MTr3, MTr6 및 MTr8, 및 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디 내에는 형성된 채널이 있다.When the operation shown in FIG. 13 is executed, as shown in FIG. 14, the source side select transistor SSTr, the drain side select transistor SDTr and the memory transistors MTr2, MTr4, MTr5 and MTr7 in the unselected memory block MB <x>. There is no channel formed within the body of the. On the other hand, there are channels formed in the bodies of the memory transistors MTr1, MTr3, MTr6 and MTr8, and the back gate transistor BTr.

즉, 제1 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치에서의 판독 동작 동안에, 비선택 메모리 스트링 MS 내의 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr8 및 백 게이트 트랜지스터 BTr의 게이트는 판독 통과 전압 Vread 및 전압 Vss가 교호로 인가됨으로써, 메모리 트랜지스터 MTr1, MTr3, MTr6 및 MTr8, 및 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디의 전위를 그외 다른 메모리 트랜지스터 MTr2, MTr4, MTr5 및 MTr7, 및 소스측 선택 트랜지스터 SSTr의 바디의 전위보다 낮게 만든다. 메모리 트랜지스터에 전압 Vread가 인가되기 때문에, 채널은 메모리 트랜지스터가 기입 상태에 있든지(MTr3) 과소거 상태에 있든지(MTr6) 상관없이 메모리 트랜지스터의 바디 내에 형성된다.That is, during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment, the gates of the memory transistors MTr1-MTr8 and the back gate transistor BTr in the unselected memory string MS are alternately applied with the read pass voltage Vread and the voltage Vss. The potentials of the bodies of the memory transistors MTr1, MTr3, MTr6 and MTr8, and the back gate transistor BTr are made lower than the potentials of the bodies of the other memory transistors MTr2, MTr4, MTr5 and MTr7, and the source side select transistor SSTr. Since the voltage Vread is applied to the memory transistor, a channel is formed in the body of the memory transistor regardless of whether the memory transistor is in the write state (MTr3) or in the erased state (MTr6).

상기 설명된 판독 동작은 소스측 선택 트랜지스터 SSTr의 바디와 소스 라인 SL의 사이에 에너지 장벽이 형성되게 하고, 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr의 바디와 비트 라인 BL의 사이에 에너지 장벽이 형성되게 한다. 이들 에너지 장벽은 판독 동작 동안에 비선택 메모리 스트링 MS를 통해 비트 라인 BL에서 소스 라인 SL로 흐르는 전류를 억제할 수 있게 한다.The read operation described above causes an energy barrier to be formed between the body of the source side select transistor SSTr and the source line SL, and an energy barrier is formed between the body of the drain side select transistor SDTr and the bit line BL. These energy barriers make it possible to suppress the current flowing from the bit line BL to the source line SL through the unselected memory string MS during the read operation.

더욱이, 우물형 전위는 메모리 트랜지스터 MTr1, MTr3, MTr6 및 MTr8, 및 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디 내에 형성된다. 전자가 우물형 전위 내에 트랩됨으로써, 판독 동작 동안에 비선택 메모리 스트링 MS를 통해 비트 라인 BL에서 소스 라인 SL로 흐르는 전류가 억제될 수 있다.Further, the well type potential is formed in the body of the memory transistors MTr1, MTr3, MTr6 and MTr8, and the back gate transistor BTr. By trapping electrons within the well potential, the current flowing from the bit line BL to the source line SL through the unselected memory string MS can be suppressed during the read operation.

[기입 동작][Write operation]

다음에, 제1 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 기입 동작이 도 15를 참조하여 설명된다. 도 15는 제1 실시예에 따른 기입 동작을 도시한 타이밍 차트이다. 도 15에 도시된 기입 동작은 선택 메모리 블록 MB<i> 내의 제1 열의 선택 메모리 트랜지스터 MTr에 포함된 선택 메모리 트랜지스터 MTr2 상에서 실행된다.Next, a write operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 15 is a timing chart showing a write operation according to the first embodiment. The write operation shown in FIG. 15 is executed on the selection memory transistor MTr2 included in the selection memory transistor MTr of the first column in the selection memory block MB <i>.

먼저, 시간 t21에서, 신호 VSELa<i> 및 VSELb<i>는 전압 Vpp로 상승한다. 그 다음, 시간 t22에서, 신호 VSL은 전압 Vdd로 상승한다. 게다가, 시간 t22에서, 신호 VBL은 "1" 기입이 실행되는 경우에 전압 Vdd로 상승하고, "0" 기입이 실행되는 경우에 전압 Vss로 유지된다. 다음에, 시간 t23에서, 신호 VSGD1<i>는 전압 Vdd로 상승한다. 게다가, 시간 t23에서, 신호 VCG2<i>는 전압 Vprg로 상승하고, 신호 VCG1<i>, VCG3<i>-VCG8<i> 및 VBG<i>는 전압 Vpass로 상승한다. 주의할 점은, 전압 Vpass는 메모리 트랜지스터 MTr이 도통 상태로 되게 하는 전압이고, 전압 Vprg는 메모리 트랜지스터 MTr의 전하 저장 층 내에 전하가 저장되게 하는 전압이라는 것이다.First, at time t21, the signals VSELa <i> and VSELb <i> rise to the voltage Vpp. Then, at time t22, signal VSL rises to voltage Vdd. In addition, at time t22, the signal VBL rises to the voltage Vdd when " 1 " writing is performed, and remains at the voltage Vss when " 0 " writing is performed. Next, at time t23, the signal VSGD1 <i> rises to the voltage Vdd. In addition, at time t23, the signal VCG2 <i> rises to the voltage Vprg, and the signals VCG1 <i>, VCG3 <i> -VCG8 <i> and VBG <i> rise to the voltage Vpass. Note that the voltage Vpass is the voltage that causes the memory transistor MTr to be in a conductive state, and the voltage Vprg is the voltage that causes charge to be stored in the charge storage layer of the memory transistor MTr.

시간 t23 이후에, 선택 메모리 트랜지스터 MTr2의 게이트는 소정의 전압이 인가되고, 이로 인해 기입 동작이 실행된다.After time t23, a predetermined voltage is applied to the gate of the selection memory transistor MTr2, thereby performing a write operation.

[소거 동작][Clear operation]

다음에, 제1 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 소거 동작은 도 16을 참조하여 설명된다. 도 16은 제1 실시예에 따른 소거 동작을 도시한 타이밍 차트이다. 도 16에 도시된 소거 동작은 전체의 선택 메모리 블록 MB<i> 내의 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr8 상에서 실행된다.Next, the erase operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 16 is a timing chart showing an erase operation according to the first embodiment. The erase operation shown in FIG. 16 is executed on the memory transistors MTr1-MTr8 in the entire selection memory block MB <i>.

먼저, 시간 t31에서, 신호 VSELa<i> 및 VSELb<i>는 전압 Vdd로 상승한다. 그 다음, 시간 t32에서, 신호 VSGS1<i>, VSGS2<i>, VSGD1<i>, VSGD2<i>, VCG1<i>-VCG8<i> 및 VBG<i>는 전압 Vdd-Vth로 상승한다. 다음에, 시간 t33에서, 신호 VSL 및 VBL은 전압 Vera로 상승한다. 게다가, 시간 t33에서, 신호 VSGS1<i>, VSGS2<i>, VSGD1<i>, VSGD2<i>, VCG1<i>-VCG8<i> 및 VBG<i>는 플로팅 상태로 설정되고, 이후에 결합에 의해 승압된다. 그 다음, 시간 t34에서, 신호 VCG1<i>-VCG8<i> 및 VBG<i>는 전압 Vss로 낮아진다. 주의할 점은 전압 Vera가 GIDL 전류의 생성을 야기하는 전압이라는 것이다.First, at time t31, the signals VSELa <i> and VSELb <i> rise to the voltage Vdd. Then, at time t32, signals VSGS1 <i>, VSGS2 <i>, VSGD1 <i>, VSGD2 <i>, VCG1 <i> -VCG8 <i> and VBG <i> rise to the voltage Vdd-Vth . Next, at time t33, the signals VSL and VBL rise to the voltage Vera. In addition, at time t33, the signals VSGS1 <i>, VSGS2 <i>, VSGD1 <i>, VSGD2 <i>, VCG1 <i> -VCG8 <i> and VBG <i> are set to a floating state, and then Boosted by engagement. Then, at time t34, signals VCG1 <i> -VCG8 <i> and VBG <i> are lowered to voltage Vss. Note that the voltage Vera is the voltage causing the generation of the GIDL current.

시간 t34 이후에, GIDL 전류에 의해 야기된 정공은 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr8의 전하 저장 층 내로 주입됨으로써, 소거 동작이 실행된다.After the time t34, holes caused by the GIDL current are injected into the charge storage layer of the memory transistors MTr1-MTr8, whereby the erase operation is executed.

[장점][Advantages]

다음에, 제1 실시예의 장점이 설명된다. 상기 설명된 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치에서의 판독 동작 동안에, 우물형 전위는 비선택 메모리 스트링 MS 내에 포함된 메모리 트랜지스터 MTr1, MTr3, MTr6 및 MTr8, 및 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디 내에 형성된다. 따라서, 제1 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치에서의 판독 동작 동안에, 비선택 메모리 스트링 MS를 통해 비트 라인 BL에서 소스 라인 SL로 흐르는 전류가 억제될 수 있다.Next, the advantages of the first embodiment are described. As shown in Fig. 14 described above, during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment, the well type potential is selected from the memory transistors MTr1, MTr3, MTr6, MTr8, And in the body of the back gate transistor BTr. Therefore, during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the first embodiment, the current flowing from the bit line BL to the source line SL through the unselected memory string MS can be suppressed.

[제2 실시예]Second Embodiment

[구성][Configuration]

다음에, 제2 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치가 설명된다. 제2 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 구성은 제1 실시예의 구성과 유사하므로, 그 설명은 생략된다. 주의할 점은 제2 실시예에서, 제1 실시예의 구성과 유사한 구성에 동일한 기호가 부여되고, 그 설명이 생략된다는 것이다.Next, a nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment will be described. Since the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment is similar to that of the first embodiment, the description thereof is omitted. Note that, in the second embodiment, the same symbols are given to the configuration similar to that of the first embodiment, and the description thereof is omitted.

제2 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 판독 동작 동안에는, 전원 공급 전압 Vdd가 비선택 메모리 스트링 MS 내에 포함된 서로 인접한 메모리 트랜지스터 MTr(예를 들어, MTr2와 MTr3, 및/또는 MTr5와 MTr6)의 게이트에 인가됨으로써, 인접한 메모리 트랜지스터들 MTr 사이의 바디의 전위를 게이트에 접지 전압 Vss가 인가된 그외 다른 메모리 트랜지스터들 MTr의 바디의 전위보다 낮게 만든다. 전원 공급 전압 Vdd는 판독 통과 전압 Vread보다 작은 양의 전압이다.During a read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment, the power supply voltage Vdd is coupled to the memory transistors MTr (eg, MTr2 and MTr3, and / or MTr5) which are adjacent to each other included in the unselected memory string MS. By being applied to the gate of MTr6, the potential of the body between adjacent memory transistors MTr is lower than the potential of the body of the other memory transistors MTr to which the ground voltage Vss is applied to the gate. The power supply voltage Vdd is a positive voltage less than the read pass voltage Vread.

[판독 동작][Read Action]

다음에, 제2 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 판독 동작이 도 17을 참조하여 설명된다. 도 17은 제2 실시예에 따른 판독 동작을 도시한 타이밍 차트이다. 제2 실시예의 판독 동작에서는, 비선택 메모리 블록 MB<x> 내에서의 동작만이 제1 실시예의 동작과 다르다.Next, a read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 17 is a timing chart showing a read operation according to the second embodiment. In the read operation of the second embodiment, only the operation in the unselected memory block MB <x> is different from the operation of the first embodiment.

비선택 메모리 블록 MB<x> 내에서의 판독 동작은 시간 t13에서, 신호 VCG2<x>, VCG3<x>, VCG6<x> 및 VCG7<x>가 전원 공급 전압 Vdd로 상승한다는 점에서 제1 실시예의 판독 동작과 다르다. 주의할 점은 신호 VCG1<x>, VCG4<x>, VCG5<x>, VCG8<x> 및 VBG<x>가 접지 전압 Vss로 유지된다는 것이다. 그외 다른 신호는 제1 실시예와 유사하게 구동된다.The read operation in the unselected memory block MB <x> is the first in that at time t13 the signals VCG2 <x>, VCG3 <x>, VCG6 <x> and VCG7 <x> rise to the power supply voltage Vdd. It is different from the read operation of the embodiment. Note that the signals VCG1 <x>, VCG4 <x>, VCG5 <x>, VCG8 <x> and VBG <x> remain at ground voltage Vss. The other signals are driven similarly to the first embodiment.

비선택 메모리 블록 MB<x> 내에서의 상기 설명된 판독 동작의 개요는 도 18을 참조하여 이제 설명된다. 도 18에서, 메모리 트랜지스터 MTr2 및 MTr3은 기입 상태로 가정되고, 메모리 트랜지스터 MTr6 및 MTr7은 과소거 상태로 가정된다.The outline of the above described read operation in the unselected memory block MB <x> is now described with reference to FIG. In Fig. 18, memory transistors MTr2 and MTr3 are assumed to be in a write state, and memory transistors MTr6 and MTr7 are assumed to be under erased.

도 17에 도시된 동작이 실행되는 경우에, 도 18에 도시된 바와 같이, 비선택 메모리 블록 MB<x> 내의 소스측 선택 트랜지스터 SSTr, 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr, 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr4, MTr5 및 MTr8, 및 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디 내에는 형성된 채널이 없다. 다른 한편, 전원 공급 전압 Vdd가 연속적으로 인가되는 메모리 트랜지스터 MTr2 및 MTr3의 바디 내에 형성된 채널이 없을지라도, 메모리 트랜지스터 MTr2 및 MTr3 내의 저장된 데이터에 관계없이, 전압 Vdd의 부가 전계로 인해 2개의 트랜지스터 MTr2와 MTr3의 사이에 형성된 채널이 있다. 게다가, 작은 폭의 전위 우물이 메모리 트랜지스터 MTr2와 MTr3 사이의 바디 내에 형성된다.When the operation shown in FIG. 17 is executed, as shown in FIG. 18, the source side select transistor SSTr, the drain side select transistor SDTr, the memory transistors MTr1-MTr4, MTr5, and MTr8 in the unselected memory block MB <x>. And no channel is formed in the body of the back gate transistor BTr. On the other hand, even if there is no channel formed in the body of the memory transistors MTr2 and MTr3 to which the power supply voltage Vdd is applied continuously, regardless of the data stored in the memory transistors MTr2 and MTr3, the two electric fields MTr2 and There is a channel formed between MTr3. In addition, a small potential well is formed in the body between the memory transistors MTr2 and MTr3.

더구나, 메모리 트랜지스터 MTr6 및 MTr7이 과소거 상태에 있기 때문에, 연속적인 확장 채널이 그 바디 내에 형성된다. 결과적으로, 메모리 트랜지스터 MTr6 및 MTr7 바로 아래의 바디의 전위는 (전압 Vss가 인가된) 메모리 트랜지스터 MTr5 및 MTr8의 바디의 전위에 비해 전체적으로 낮아진다(큰 폭의 전위 우물이 형성됨).Moreover, since the memory transistors MTr6 and MTr7 are in the over erased state, a continuous expansion channel is formed in the body. As a result, the potential of the body immediately below the memory transistors MTr6 and MTr7 is lowered overall (a large potential well is formed) compared to the potentials of the bodies of the memory transistors MTr5 and MTr8 (to which the voltage Vss is applied).

즉, 제2 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 판독 동작 동안에, 전압 Vdd가 비선택 메모리 스트링 MS 내의 서로 인접한 메모리 트랜지스터 MTr2와 MTr3, 및 서로 인접한 메모리 트랜지스터 MTr6과 MTr7의 게이트에 인가됨으로써, 메모리 트랜지스터 MTr2와 MTr3 사이의 바디의 전위, 및 메모리 트랜지스터 MTr6과 MTr7 사이의 바디의 전위를 그외 다른 메모리 트랜지스터 MTr의 바디의 전위보다 낮게 만든다.That is, during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment, the voltage Vdd is applied to the adjacent memory transistors MTr2 and MTr3 and the gates of the memory transistors MTr6 and MTr7 adjacent to each other in the unselected memory string MS. , The potential of the body between the memory transistors MTr2 and MTr3, and the potential of the body between the memory transistors MTr6 and MTr7 are made lower than the potential of the body of the other memory transistors MTr.

[장점][Advantages]

다음에, 제2 실시예의 장점이 설명된다. 도 18에 도시된 바와 같이, 비선택 메모리 블록 MB<x>에서, 에너지 장벽은 소스측 선택 트랜지스터 SSTr과 소스 라인 SL의 사이, 및 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr과 비트 라인 BL의 사이에 형성된다. 이들 에너지 장벽은 제2 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 내에서의 판독 동작 동안에 비선택 메모리 스트링 MS를 통해 비트 라인 BL에서 소스 라인 SL로 흐르는 전류를 억제할 수 있게 한다.Next, the advantages of the second embodiment are described. As shown in Fig. 18, in the non-selected memory block MB <x>, an energy barrier is formed between the source side select transistor SSTr and the source line SL and between the drain side select transistor SDTr and the bit line BL. These energy barriers make it possible to suppress the current flowing from the bit line BL to the source line SL through the unselected memory string MS during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory according to the second embodiment.

더욱이, 비선택 메모리 블록 MB<x>에서, 우물형 전위는 메모리 트랜지스터 MTr2와 MTr3 사이의 바디 내에 형성된다. 게다가, 연속적인 확장 우물형 전위는 메모리 트랜지스터 MTr6과 MTr7의 바디 내에 형성된다. 전자가 이들 우물형 전위 내에 트랩됨으로써, 제2 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 내에서의 판독 동작 동안에 비선택 메모리 스트링 MS를 통해 비트 라인 BL에서 소스 라인 SL로 흐르는 전류가 억제될 수 있다.Moreover, in the non-selected memory block MB <x>, a well type potential is formed in the body between the memory transistors MTr2 and MTr3. In addition, successive expansion well potentials are formed in the bodies of the memory transistors MTr6 and MTr7. By trapping electrons in these well type potentials, the current flowing from the bit line BL to the source line SL through the unselected memory string MS can be suppressed during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory according to the second embodiment.

[제3 실시예]Third Embodiment

[구성][Configuration]

다음에, 제3 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 구성은 도 19 및 20을 참조하여 설명된다. 도 19는 제3 실시예에 따른 워드 라인 구동 회로(13a)를 도시한 블록도이다. 도 20은 제3 실시예에 따른 행 디코더 회로(19a 및 19b)를 도시한 부분 회로도이다. 주의할 점은 제3 실시예에서, 제1 및 제2 실시예의 구성과 유사한 구성에 동일한 기호가 부여되고, 그 설명이 생략된다는 것이다.Next, the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 19 and 20. 19 is a block diagram showing a word line driver circuit 13a according to the third embodiment. 20 is a partial circuit diagram showing the row decoder circuits 19a and 19b according to the third embodiment. Note that, in the third embodiment, the same symbols are given to configurations similar to those of the first and second embodiments, and the description thereof is omitted.

제3 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 판독 동작 동안에, 전원 공급 전압 Vdd가 비선택 메모리 스트링 MS에 포함된 백 게이트 트랜지스터 BTr의 게이트에만 인가됨으로써, 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디의 전위만을 그외 다른 것들의 전위보다 낮게 만든다. 이러한 구성을 실현하기 위해, 제3 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치는 제1 실시예의 회로와 상이한 워드 라인 구동 회로(13a 및 13b) 및 행 디코더 회로(19a 및 19b)를 포함한다.During the read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment, the power supply voltage Vdd is applied only to the gate of the back gate transistor BTr included in the non-selected memory string MS, so that only the potential of the body of the back gate transistor BTr is applied. It is lower than the potential of others. In order to realize such a configuration, the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment includes word line driving circuits 13a and 13b and row decoder circuits 19a and 19b different from the circuits of the first embodiment.

판독 동작 동안에, 워드 라인 구동 회로(13a 및 13b)가 비선택 메모리 블록 MB<x> 내에 포함된 워드 라인 WL1-WL8을 구동시킬 필요가 없다. 따라서, 워드 라인 구동 회로(13a)는 도 19에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제4 워드 라인 구동 회로(13A-13D)만을 포함하고, 신호 VCG1-VCG4만을 출력시킨다는 점에서 제1 실시예와 다르다. 주의할 점은 워드 라인 구동 회로(13b)가 워드 라인 구동 회로(13a)와 유사한 구성을 갖는다는 것이다.During the read operation, the word line driving circuits 13a and 13b do not need to drive the word lines WL1-WL8 contained in the unselected memory block MB <x>. Therefore, the word line driving circuit 13a includes only the first to fourth word line driving circuits 13A-13D and outputs only the signals VCG1-VCG4, as shown in FIG. different. Note that the word line driver circuit 13b has a configuration similar to that of the word line driver circuit 13a.

행 디코더 회로(19a)는 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 설명된 워드 라인 구동 회로(13a 및 13b)와 유사한 이유로, 제2 전송 트랜지스터 Trb1-Trb4를 생략한 구성을 갖는다. 행 디코더 회로(19b)는 이와 유사하게, 제2 전송 트랜지스터 Trd1-Trd4를 생략한 구성을 갖는다.As shown in Fig. 20, the row decoder circuit 19a has a configuration in which the second transfer transistors Trb1-Trb4 are omitted for similar reasons as the word line driving circuits 13a and 13b described above. Similarly, the row decoder circuit 19b has a configuration in which the second transfer transistors Trd1-Trd4 are omitted.

[판독 동작][Read Action]

다음에, 제3 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 판독 동작이 도 21을 참조하여 설명된다. 도 21은 제3 실시예에 따른 판독 동작을 도시한 타이밍 차트이다. 제3 실시예의 판독 동작에서는, 비선택 메모리 블록 MB<x> 내에서의 동작만이 제1 실시예의 동작과 다르다.Next, a read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 21 is a timing chart showing a read operation according to the third embodiment. In the read operation of the third embodiment, only the operation in the unselected memory block MB <x> is different from the operation of the first embodiment.

비선택 메모리 블록 MB<x> 내에서의 동작은 시간 t13에서, 신호 VBG<x>만이 전원 공급 전압 Vdd로 상승한다는 점에서 제1 및 제2 실시예의 동작과 다르다. 주의할 점은 신호 VCG1<x>-VCG8<x>가 접지 전압 Vss로 유지된다는 것이다. 그외 다른 신호는 제1 실시예와 유사하게 구동된다.The operation in the unselected memory block MB <x> differs from the operation of the first and second embodiments in that only the signal VBG <x> rises to the power supply voltage Vdd at time t13. Note that the signals VCG1 <x> -VCG8 <x> remain at ground voltage Vss. The other signals are driven similarly to the first embodiment.

비선택 메모리 블록 MB<x> 내에서의 상기 설명된 판독 동작의 개요는 도 22를 참조하여 이제 설명된다. 도 22에서, 메모리 트랜지스터 MTr3은 기입 상태로 가정되고, 메모리 트랜지스터 MTr6은 과소거 상태로 가정된다.The outline of the above-described read operation in the unselected memory block MB <x> is now described with reference to FIG. In Fig. 22, memory transistor MTr3 is assumed to be in a write state, and memory transistor MTr6 is assumed to be in an erased state.

도 21에 도시된 상기 설명된 동작이 실행되는 경우에, 도 22에 도시된 바와 같이, 비선택 메모리 블록 MB<x> 내의 소스측 선택 트랜지스터 SSTr, 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr, 및 메모리 트랜지스터 MTr1-MTr5, MTr7 및 MTr8의 바디 내에는 형성된 채널이 없다. 다른 한편, 메모리 트랜지스터 MTr6 및 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디 내에 각각 형성된 채널이 있다. 주의할 점은 메모리 트랜지스터 MTr6의 바디 내의 채널이 메모리 트랜지스터 MTr6의 과소거 상태에 기초한다는 것이다.When the above-described operation shown in FIG. 21 is executed, as shown in FIG. 22, the source side select transistor SSTr, the drain side select transistor SDTr, and the memory transistors MTr1-MTr5 in the unselected memory block MB <x>. There is no channel formed in the body of MTr7 and MTr8. On the other hand, there are channels formed in the bodies of the memory transistor MTr6 and the back gate transistor BTr, respectively. Note that the channel in the body of the memory transistor MTr6 is based on the over erased state of the memory transistor MTr6.

즉, 제3 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 판독 동작 동안에, 전압 Vdd가 비선택 메모리 스트링 MS 내에 포함된 백 게이트 트랜지스터 BTr의 게이트에만 인가됨으로써, 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디의 전위를 그외 다른 것의 전위보다 낮게 만든다.That is, during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment, the voltage Vdd is applied only to the gate of the back gate transistor BTr included in the non-selected memory string MS, whereby the potential of the body of the back gate transistor BTr is changed. Make it lower than the potential of anything else.

[장점][Advantages]

다음에, 제3 실시예의 장점이 설명된다. 도 22에 도시된 바와 같이, 비선택 메모리 블록 MB<x>에서, 에너지 장벽은 소스측 선택 트랜지스터 SSTr과 소스 라인 SL의 사이, 및 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr과 비트 라인 BL의 사이에 형성된다. 이들 에너지 장벽은 제3 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 내에서의 판독 동작 동안에 비선택 메모리 스트링 MS를 통해 비트 라인 BL에서 소스 라인 SL로 흐르는 전류를 억제할 수 있게 한다.Next, the advantages of the third embodiment are described. As shown in Fig. 22, in the non-selected memory block MB <x>, an energy barrier is formed between the source side select transistor SSTr and the source line SL and between the drain side select transistor SDTr and the bit line BL. These energy barriers make it possible to suppress the current flowing from the bit line BL to the source line SL through the unselected memory string MS during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory according to the third embodiment.

더욱이, 비선택 메모리 블록 MB<x>에서, 우물형 전위는 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디 내에 형성된다. 전자가 이 우물형 전위 내에 트랩됨으로써, 제3 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 내에서의 판독 동작 동안에 비선택 메모리 스트링 MS를 통해 비트 라인 BL에서 소스 라인 SL로 흐르는 전류가 억제될 수 있다.Moreover, in the non-selected memory block MB <x>, the well type potential is formed in the body of the back gate transistor BTr. By trapping electrons in this well type potential, the current flowing from the bit line BL to the source line SL through the unselected memory string MS can be suppressed during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory according to the third embodiment.

게다가, 도 19 및 20에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내의 회로의 점유 면적은 제1 및 제2 실시예에 비해 감소될 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 19 and 20, the occupied area of the circuit in the nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment can be reduced as compared with the first and second embodiments.

[제4 실시예][Example 4]

[구성][Configuration]

다음에, 제4 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 구성이 도 23 및 24를 참조하여 설명된다. 도 23은 워드 라인 구동 회로(13a)를 도시한 블록도이다. 도 24는 백 게이트 라인 구동 회로(14)를 도시한 회로도이다. 주의할 점은 제4 실시예에서, 제1 내지 제3 실시예의 구성과 유사한 구성에 동일한 기호가 부여되고, 그 설명이 생략된다는 것이다.Next, the configuration of the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 23 and 24. Fig. 23 is a block diagram showing the word line driver circuit 13a. 24 is a circuit diagram showing the back gate line driving circuit 14. Note that, in the fourth embodiment, the same symbols are given to configurations similar to those of the first to third embodiments, and the description thereof is omitted.

제4 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 판독 동작 동안에, 판독 통과 전압 Vread가 비선택 메모리 스트링 MS 내에 포함된 메모리 트랜지스터 MTr의 게이트에 인가됨으로써, 제1 실시예와 유사하게, 메모리 트랜지스터 MTr의 바디의 전위를 그외 다른 것들의 전위보다 낮게 만든다. 더욱이, 제4 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치에서, 전압 VNN이 비선택 메모리 스트링 MS 내에 포함된 메모리 트랜지스터 MTr 및 백 게이트 트랜지스터 BTr에 인가됨으로써, 메모리 트랜지스터 MTr 및 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디의 전위를 그외 다른 것들의 전위보다 높게 만든다. 주의할 점은 전압 VNN이 음의 전압이라는 것이다. 이러한 구성을 실현하기 위해, 제4 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치는 제1 실시예와 상이한 부스트 회로(12a 및 12b), 워드 라인 구동 회로(13a 및 13b) 및 백 게이트 라인 구동 회로(14)를 포함한다.During the read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment, the read pass voltage Vread is applied to the gate of the memory transistor MTr included in the unselected memory string MS, thereby similarly to the first embodiment, the memory transistor Make the potential of the body of the MTr lower than that of others. Furthermore, in the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment, the voltage VNN is applied to the memory transistor MTr and the back gate transistor BTr included in the unselected memory string MS, whereby the potentials of the bodies of the memory transistor MTr and the back gate transistor BTr are provided. Make it higher than the potential of others. Note that the voltage VNN is a negative voltage. In order to realize such a configuration, the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment includes boost circuits 12a and 12b, word line driving circuits 13a and 13b, and back gate line driving circuit 14 different from those of the first embodiment. ).

부스트 회로(12a)는 음의 전압 VNN을 갖는 신호를 워드 라인 구동 회로(13a 및 13b)에 입력한다. 부스트 회로(12b)는 음의 전압 VNN을 갖는 신호를 백 게이트 라인 구동 회로(14)에 입력한다.The boost circuit 12a inputs a signal having a negative voltage VNN to the word line driving circuits 13a and 13b. The boost circuit 12b inputs a signal having a negative voltage VNN to the back gate line driving circuit 14.

도 23에 도시된 바와 같이, 워드 라인 구동 회로(13a)는 제1 실시예와 상이한 제1 내지 제8 워드 라인 구동 회로(13A"-13H")를 포함한다. 주의할 점은 워드 라인 구동 회로(13b)의 구성이 워드 라인 구동 회로(13a)의 구성과 유사하기 때문에, 주로 워드 라인 구동 회로(13a)가 아래에 설명된다는 것이다.As shown in Fig. 23, the word line driving circuit 13a includes first to eighth word line driving circuits 13A "-13H" different from the first embodiment. Note that since the configuration of the word line driver circuit 13b is similar to that of the word line driver circuit 13a, the word line driver circuit 13a is mainly described below.

제1 워드 라인 구동 회로(13A")는 NAND 회로(131a"-131c"), NOT 회로(132a"-132c"), 전압 변환 회로(133a"-133c") 및 전송 트랜지스터(134a"-134c")를 포함한다. NAND 회로(131a"-131c")는 각각 시퀀서(18)로부터 제어 신호를 수신한다. NAND 회로(131a"-131c")는 그 출력 단자가 각각 전압 변환 회로(133a"-133c")의 입력 단자들 중의 하나에 접속된다. 게다가, NAND 회로(131a"-131c")는 그 출력 단자가 각각 NOT 회로(132a"-132c")를 통해 전압 변환 회로(133a"-133c")의 입력 단자들 중의 다른 단자에 접속된다. 전압 변환 회로(133a"-133c")는 그 출력 단자가 각각 전송 트랜지스터(134a"-134c")의 게이트에 접속된다.The first word line driving circuit 13A "includes NAND circuits 131a" -131c ", NOT circuits 132a" -132c ", voltage conversion circuits 133a" -133c ", and transfer transistors 134a" -134c ". Each of the NAND circuits 131a "-131c" receives a control signal from the sequencer 18. The NAND circuits 131a "-131c" have their output terminals respectively being voltage conversion circuits 133a "-133c. Is connected to one of the input terminals of " " In addition, the NAND circuits 131a " -131c " have their output terminals respectively connected via voltage conversion circuits 133a " -133c " Is connected to the other of the input terminals of the voltage conversion circuits 133a "-133c", and their output terminals are respectively connected to gates of the transfer transistors 134a "-134c".

전송 트랜지스터(134a")는 한 단부가 부스트 회로(12a)의 출력 단자에 접속되고, 다른 단부가 노드(135")에 접속된다. 여기에서, 노드(135")는 신호 VCG1을 출력한다. 전송 트랜지스터(134b")는 한 단부가 접지 전압 Vss에 접속되고, 다른 단부가 노드(135")에 접속된다. 전송 트랜지스터(134c")는 한 단부가 전원 공급 전압 Vdd에 접속되고, 다른 단부가 노드(135")에 접속된다. 주의할 점은 제2 내지 제8 워드 라인 구동 회로(13B"-13H")가 제1 워드 라인 구동 회로(13A")와 유사한 구성을 갖는다는 것이다.The transfer transistor 134a "has one end connected to the output terminal of the boost circuit 12a and the other end connected to the node 135". Here, node 135 "outputs signal VCG1. Transfer transistor 134b" has one end connected to ground voltage Vss and the other end connected to node 135 ". Transfer transistor 134c" Is connected at one end to the power supply voltage Vdd, and at the other end to the node 135 ". Note that the second to eighth word line driver circuits 13B" -13H "drive the first word line. It has a configuration similar to the circuit 13A ".

백 게이트 라인 구동 회로(14)는 도 24에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 상이한 제1 및 제2 백 게이트 라인 구동 회로(14A" 및 14B")를 포함한다. 제1 백 게이트 라인 구동 회로(14A")는 NAND 회로(141a"-141c"), NOT 회로(142a"-142c"), 전압 변환 회로(143a"-143c") 및 전송 트랜지스터(144a"-144c")를 포함한다. 이들 회로(141a"-141c", 142a"-142c" 및 143a"-143c") 및 전송 트랜지스터(144a"-144c")는 상기 설명된 제1 워드 라인 구동 회로(13A")와 유사한 접속 관계를 가지므로, 그 설명은 생략된다. 주의할 점은, 전송 트랜지스터(144a")는 한 단부가 부스트 회로(12b)의 출력 단자에 접속되고, 다른 단부가 노드(145")에 접속된다는 것이다. 노드(145")는 신호 VBG를 출력한다. 주의할 점은 제2 백 게이트 라인 구동 회로(14B")가 제1 백 게이트 라인 구동 회로(14A")와 유사한 구성을 갖는다는 것이다.The back gate line driving circuit 14 includes first and second back gate line driving circuits 14A "and 14B" different from the first embodiment, as shown in FIG. The first back gate line driving circuit 14A "includes the NAND circuits 141a" -141c ", the NOT circuits 142a" -142c ", the voltage conversion circuits 143a" -143c ", and the transfer transistors 144a" -144c. These circuits 141a "-141c", 142a "-142c", and 143a "-143c" and the transfer transistors 144a "-144c" are the first word line driver circuit 13A "described above. Since it has a connection relationship similar to), the description is omitted. Note that the transfer transistor 144a "has one end connected to the output terminal of the boost circuit 12b and the other end connected to the node 145". Node 145 "outputs signal VBG. Note that second back gate line driver circuit 14B" has a configuration similar to first back gate line driver circuit 14A ".

[판독 동작][Read Action]

다음에, 제4 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 판독 동작이 도 25를 참조하여 설명된다. 도 25는 제4 실시예에 따른 판독 동작을 도시한 타이밍 차트이다. 제4 실시예의 판독 동작에서는, 비선택 메모리 블록 MB<x> 내에서의 동작만이 제1 실시예의 판독 동작과 다르다.Next, a read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 25 is a timing chart showing a read operation according to the fourth embodiment. In the read operation of the fourth embodiment, only the operation in the unselected memory block MB <x> is different from the read operation of the first embodiment.

비선택 메모리 블록 MB<x> 내에서의 동작은 시간 t13에서, 신호 VCG1<x>, VCG8<x> 및 VBG<x>가 전압 VNN으로 떨어진다는 점에서 제1 내지 제3 실시예와 다르다. 게다가, 신호 VCG3<x> 및 VCG6<x>는 판독 통과 전압 Vread로 상승한다. 주의할 점은 신호 VCG2<x>, VCG4<x>, VCG5<x> 및 VCG7<x>가 접지 전압 Vss로 유지된다는 것이다. 그외 다른 신호는 제1 실시예와 유사하게 구동된다.The operation in the unselected memory block MB <x> differs from the first to third embodiments in that the signals VCG1 <x>, VCG8 <x>, and VBG <x> fall to the voltage VNN at time t13. In addition, the signals VCG3 <x> and VCG6 <x> rise to the read pass voltage Vread. Note that the signals VCG2 <x>, VCG4 <x>, VCG5 <x>, and VCG7 <x> remain at ground voltage Vss. The other signals are driven similarly to the first embodiment.

비선택 메모리 블록 MB<x> 내의 상기 설명된 동작의 개요는 도 26을 참조하여 이제 설명된다. 도 26에서, 메모리 트랜지스터 MTr3은 기입 상태로 가정되고, 메모리 트랜지스터 MTr6은 과소거 상태로 가정된다.An overview of the above-described operation in the unselected memory block MB <x> is now described with reference to FIG. In Fig. 26, the memory transistor MTr3 is assumed to be in the write state, and the memory transistor MTr6 is assumed to be in the erased state.

도 25에 도시된 상기 설명된 동작이 실행되는 경우에, 도 26에 도시된 바와 같이, 비선택 메모리 블록 MB<x> 내의 소스측 선택 트랜지스터 SSTr, 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr, 메모리 트랜지스터 MTr1, MTr2, MTr4, MTr5, MTr7 및 MTr8, 및 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디 내에는 형성된 채널이 없다. 다른 한편, 메모리 트랜지스터 MTr3 및 MTr6의 바디 내에 각각 형성된 채널이 있다. 더구나, 메모리 트랜지스터 MTr1 및 MTr8, 및 백 게이트 트랜지스터 BTr 내의 정공의 농도가 상승한다.In the case where the above-described operation shown in FIG. 25 is executed, as shown in FIG. 26, the source side select transistor SSTr, the drain side select transistor SDTr, the memory transistors MTr1, MTr2, in the unselected memory block MB <x>, as shown in FIG. There are no channels formed in the bodies of MTr4, MTr5, MTr7 and MTr8, and the back gate transistor BTr. On the other hand, there are channels formed in the bodies of the memory transistors MTr3 and MTr6, respectively. In addition, the concentrations of holes in the memory transistors MTr1 and MTr8 and the back gate transistor BTr increase.

즉, 제4 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 판독 동작 동안에, 전압 Vread가 비선택 메모리 스트링 MS 내의 메모리 트랜지스터 MTr3 및 MTr5의 게이트에 인가됨으로써, 메모리 트랜지스터 MTr3 및 MTr5의 바디의 전위를 그외 다른 것들의 전위보다 낮게 만든다. 한편, 제4 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 판독 동작 동안에, 음의 전압 VNN이 비선택 메모리 스트링 MS 내의 메모리 트랜지스터 MTr1 및 MTr8, 및 백 게이트 트랜지스터 BTr의 게이트에 인가됨으로써, 메모리 트랜지스터 MTr1 및 MTr8, 및 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디의 전위를 그외 다른 것들의 전위보다 높게 만든다. 게다가, 메모리 트랜지스터 MTr2, MTr4, MTr5 및 MTr7의 게이트는 전압 VNN이 인가된 게이트가 판독 통과 전압 Vread가 인가된 게이트에 인접하지 않도록 접지 전압 Vss로 설정된다. 이것은 전압 VNN 및 판독 통과 전압 Vread로 인한 메모리 트랜지스터 MTr의 바디 내의 큰 전계의 발생을 방지하기 위한 것이다.That is, during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment, the voltage Vread is applied to the gates of the memory transistors MTr3 and MTr5 in the non-selected memory string MS, thereby increasing the potentials of the bodies of the memory transistors MTr3 and MTr5. It is lower than the potential of others. On the other hand, during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth embodiment, the negative voltage VNN is applied to the gates of the memory transistors MTr1 and MTr8 and the back gate transistor BTr in the unselected memory string MS, thereby The potentials of the bodies of MTr1 and MTr8 and the back gate transistor BTr are made higher than those of others. In addition, the gates of the memory transistors MTr2, MTr4, MTr5, and MTr7 are set to the ground voltage Vss such that the gate to which the voltage VNN is applied is not adjacent to the gate to which the read-through voltage Vread is applied. This is to prevent the generation of a large electric field in the body of the memory transistor MTr due to the voltage VNN and the read pass voltage Vread.

[장점][Advantages]

다음에, 제4 실시예의 장점이 설명된다. 도 26에 도시된 바와 같이, 비선택 메모리 블록 MB<x>에서, 에너지 장벽은 소스측 선택 트랜지스터 SSTr과 소스 라인 SL의 사이, 및 드레인측 선택 트랜지스터 SDTr과 비트 라인 BL의 사이에 형성된다. 이들 에너지 장벽은 제4 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 내의 판독 동작 동안에 비선택 메모리 스트링 MS를 통해 비트 라인 BL에서 소스 라인 SL로 흐르는 전류를 억제할 수 있게 한다.Next, the advantages of the fourth embodiment are described. As shown in Fig. 26, in the non-selected memory block MB <x>, an energy barrier is formed between the source side select transistor SSTr and the source line SL and between the drain side select transistor SDTr and the bit line BL. These energy barriers make it possible to suppress the current flowing from the bit line BL to the source line SL through the unselected memory string MS during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory according to the fourth embodiment.

더구나, 비선택 메모리 블록 MB<x>에서, 우물형 전위가 메모리 트랜지스터 MTr3 및 MTr6의 바디 내에 형성된다. 전자가 이 우물형 전위 내에 트랩됨으로써, 비트 라인 BL에서 소스 라인 SL로 흐르는 전류가 억제될 수 있다. 더욱이, 메모리 트랜지스터 MTr1 및 MTr8, 및 백 게이트 트랜지스터 BTr의 바디는 전위 장벽을 구성한다. 이 전위 장벽은 제4 실시예에 따른 불휘발성 반도체 메모리 내의 판독 동작 동안에 비선택 메모리 스트링 MS를 통해 비트 라인 BL에서 소스 라인 SL로 흐르는 전류를 억제할 수 있게 한다.Moreover, in the unselected memory block MB <x>, a well type potential is formed in the bodies of the memory transistors MTr3 and MTr6. By trapping electrons within this well type potential, the current flowing from the bit line BL to the source line SL can be suppressed. Moreover, the bodies of the memory transistors MTr1 and MTr8 and the back gate transistor BTr constitute a potential barrier. This potential barrier makes it possible to suppress the current flowing from the bit line BL to the source line SL through the unselected memory string MS during the read operation in the nonvolatile semiconductor memory according to the fourth embodiment.

[기타 실시예][Other Embodiments]

본 발명에 따른 불휘발성 반도체 메모리 장치의 실시예의 설명은 여기서 끝나지만, 본 발명이 상기 설명된 실시예에 제한되지 않고, 다양한 변경, 추가, 대체 등등이 본 발명의 범위 및 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.The description of the embodiment of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention ends here, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes, additions, substitutions, and the like are within the scope and spirit of the present invention. You will see that it is possible.

AR1 : 메모리 셀 어레이
AR2 : 제어 회로
10 : 기판
20 : 백 게이트 트랜지스터 층
21 : 백 게이트 도전 층
30 : 메모리 트랜지스터 층
33a : 블록 절연층
33b : 전하 저장 층
33c : 터널 절연 층
34 : U자형 반도체 층
34a : 원주형 부분
34b : 연결 부분
40 : 선택 트랜지스터 층
41a : 소스측 도전 층
41b : 드레인측 도전 층
50 : 배선 층
AR1: memory cell array
AR2: control circuit
10: substrate
20: back gate transistor layer
21: back gate conductive layer
30: memory transistor layer
33a: block insulation layer
33b: charge storage layer
33c: tunnel insulation layer
34: U-shaped semiconductor layer
34a: columnar portion
34b: connection part
40: select transistor layer
41a: source side conductive layer
41b: drain side conductive layer
50: wiring layer

Claims (20)

불휘발성 반도체 메모리 장치로서,
직렬로 접속된 복수의 메모리 셀을 각각 포함하는 복수의 메모리 스트링(memory string)을 갖는 메모리 셀 어레이;
상기 메모리 스트링 상에 배치되어 있으며, 상기 메모리 스트링을 선택하는 선택 게이트 라인; 및
복수의 상기 메모리 스트링 중에서 선택 메모리 스트링에 포함된 상기 메모리 셀로부터 데이터를 판독하는 판독 동작을 실행하는 제어 회로
를 포함하고,
각각의 상기 메모리 스트링은
기판에 대해 수직 방향으로 연장되는 원주형(columnar) 부분을 갖고, 상기 메모리 셀의 바디(body)로서의 기능을 하는 반도체 층;
상기 원주형 부분을 둘러싸고, 전하를 저장함으로써 데이터를 보유하는 전하 저장층;
상기 전하 저장층을 개재하여 상기 원주형 부분을 둘러싸고, 상기 기판에 대해 평행하게 연장되도록 형성되어 있는 층간 절연층; 및
상기 전하 저장층을 개재하여 상기 원주형 부분을 둘러싸고, 상기 기판에 대해 평행하게 연장되도록 형성되어 있고, 상기 층간 절연층을 개재하여 적층되어 있으며, 상기 선택 메모리 스트링과 판독 동작의 대상이 아닌 비선택 메모리 스트링을 공유하여 상기 메모리 셀의 게이트로서의 기능을 하는 복수의 워드 라인 도전층
을 포함하며,
상기 제어 회로는 상기 판독 동작 동안에, 상기 비선택 메모리 스트링 중 적어도 하나의 메모리 셀의 게이트에 제1 전압을 인가하고, 상기 비선택 메모리 스트링 중 다른 메모리 셀의 게이트에 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하는, 불휘발성 반도체 메모리 장치.
A nonvolatile semiconductor memory device,
A memory cell array having a plurality of memory strings each comprising a plurality of memory cells connected in series;
A select gate line disposed on the memory string, the select gate line to select the memory string; And
A control circuit that executes a read operation for reading data from the memory cells included in a selected memory string among a plurality of the memory strings
Including,
Each said memory string
A semiconductor layer having a columnar portion extending in a direction perpendicular to the substrate and functioning as a body of the memory cell;
A charge storage layer surrounding the columnar portion and holding data by storing charge;
An interlayer insulating layer formed to surround the columnar portion via the charge storage layer and extend in parallel to the substrate; And
It is formed so as to surround the columnar portion via the charge storage layer and extend parallel to the substrate, and is laminated via the interlayer insulating layer, and is not selected for the read memory string and the read operation. A plurality of word line conductive layers sharing a memory string to function as a gate of the memory cell
Including;
The control circuit applies a first voltage to a gate of at least one memory cell of the unselected memory strings, and a second lower than the first voltage to a gate of another memory cell of the unselected memory strings during the read operation. A nonvolatile semiconductor memory device for applying a voltage.
제1항에 있어서, 상기 제1 전압은 상기 메모리 셀에 저장된 데이터에 관계없이 상기 메모리 셀이 도통 상태로 되게 하는 양의(positive) 전압인, 불휘발성 반도체 메모리 장치.The nonvolatile semiconductor memory device of claim 1, wherein the first voltage is a positive voltage that causes the memory cell to be in a conductive state regardless of data stored in the memory cell. 제1항에 있어서,
상기 판독 동작 동안에, 상기 제어 회로는 상기 비선택 메모리 스트링 내의 서로 인접한 2개 이상의 메모리 셀의 게이트에 상기 제1 전압을 인가하고,
상기 제1 전압은 상기 메모리 셀에 저장된 데이터에 관계없이 상기 메모리 셀이 도통 상태로 되게 하는 판독 통과 전압보다 작은 양의 전압인, 불휘발성 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
During the read operation, the control circuit applies the first voltage to the gates of two or more memory cells adjacent to each other in the unselected memory string,
And the first voltage is a positive voltage less than a read pass voltage that causes the memory cell to be in a conductive state regardless of data stored in the memory cell.
제1항에 있어서,
상기 메모리 스트링은 상기 메모리 셀 사이에 접속된 백(back) 게이트 트랜지스터를 포함하고,
상기 메모리 스트링은
상기 반도체 층 내의 한 쌍의 원주형 부분의 하단부를 연결하여 상기 백 게이트 트랜지스터의 바디로서의 기능을 하는 연결 부분; 및
상기 전하 저장층을 개재하여 상기 연결 부분을 둘러싸고, 상기 기판에 대해 평행하게 연장되며, 상기 백 게이트 트랜지스터의 게이트로서의 기능을 하는 백 게이트 도전층
을 더 포함하며,
상기 제어 회로는 상기 판독 동작 동안에, 상기 비선택 메모리 스트링 내의 상기 백 게이트 트랜지스터의 게이트에 상기 제1 전압을 인가하는, 불휘발성 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
The memory string includes a back gate transistor connected between the memory cells,
The memory string is
A connecting portion which functions as a body of the back gate transistor by connecting lower ends of the pair of columnar portions in the semiconductor layer; And
A back gate conductive layer surrounding the connection portion via the charge storage layer, extending in parallel to the substrate, and functioning as a gate of the back gate transistor
More,
And the control circuit applies the first voltage to the gate of the back gate transistor in the unselected memory string during the read operation.
제1항에 있어서, 상기 제2 전압은 음(negative)의 전압인, 불휘발성 반도체 메모리 장치.The nonvolatile semiconductor memory device of claim 1, wherein the second voltage is a negative voltage. 제1항에 있어서, 상기 워드 라인 도전층에 접속된 한 단부를 각각 갖는 제1 전송 트랜지스터 및 제2 전송 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 제1 전송 트랜지스터는 상기 메모리 스트링이 선택될 때 도통 상태로 되며,
상기 제2 전송 트랜지스터는 상기 메모리 스트링이 선택되지 않을 때 도통 상태로 되는, 불휘발성 반도체 메모리 장치.
The semiconductor device of claim 1, further comprising a first transfer transistor and a second transfer transistor each having one end connected to the word line conductive layer.
The first transfer transistor is in a conductive state when the memory string is selected,
And the second transfer transistor is in a conductive state when the memory string is not selected.
제4항에 있어서, 상기 백 게이트 도전층에 접속된 한 단부를 각각 갖는 제3 전송 트랜지스터 및 제4 전송 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 제3 전송 트랜지스터는 상기 메모리 스트링이 선택될 때 도통 상태로 되며,
상기 제4 전송 트랜지스터는 상기 메모리 스트링이 선택되지 않을 때 도통 상태로 되는, 불휘발성 반도체 메모리 장치.
The semiconductor device of claim 4, further comprising a third transfer transistor and a fourth transfer transistor each having one end connected to the back gate conductive layer.
The third transfer transistor is in a conductive state when the memory string is selected,
And the fourth transfer transistor is in a conductive state when the memory string is not selected.
제1항에 있어서, 상기 판독 동작 동안에, 상기 제어 회로는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 상기 비선택 메모리 스트링 내의 메모리 셀의 게이트에 교호 방식으로 인가하는, 불휘발성 반도체 메모리 장치.The nonvolatile semiconductor memory device of claim 1, wherein, during the read operation, the control circuit alternately applies the first voltage and the second voltage to a gate of a memory cell in the unselected memory string. 제1항에 있어서, 상기 제2 전압은 접지 전압인, 불휘발성 반도체 메모리 장치.The nonvolatile semiconductor memory device of claim 1, wherein the second voltage is a ground voltage. 제1항에 있어서, 상기 판독 동작 동안에, 상기 제어 회로는 상기 비선택 메모리 스트링 내의 상기 메모리 셀 중의 또 다른 메모리 셀의 게이트에 상기 제2 전압보다 낮은 제3 전압을 인가하는, 불휘발성 반도체 메모리 장치.The nonvolatile semiconductor memory device of claim 1, wherein, during the read operation, the control circuit applies a third voltage lower than the second voltage to a gate of another memory cell of the memory cells in the unselected memory string. . 제10항에 있어서, 상기 판독 동작 동안에, 상기 제어 회로는 상기 비선택 메모리 스트링 내의 n번째 메모리 셀의 게이트에 상기 제1 전압을 인가하고, 상기 비선택 메모리 스트링 내의 (n+1)번째 메모리 셀의 게이트에 상기 제2 전압을 인가하며, 상기 비선택 메모리 스트링 내의 (n+2)번째 메모리 셀의 게이트에 상기 제3 전압을 인가하는, 불휘발성 반도체 메모리 장치.The memory device of claim 10, wherein, during the read operation, the control circuit applies the first voltage to a gate of an n th memory cell in the unselected memory string, and the (n + 1) th memory cell in the unselected memory string. And applying the second voltage to a gate of the second voltage, and applying the third voltage to a gate of an (n + 2) th memory cell in the unselected memory string. 제10항에 있어서,
상기 제1 전압은 상기 메모리 셀 중 적어도 하나의 메모리 셀에 저장된 데이터에 관계없이 상기 메모리 셀 중 적어도 하나의 메모리 셀이 도통 상태로 되게 하도록 구성된 양의 전압이고,
상기 제2 전압은 접지 전압이며,
상기 제3 전압은 음의 전압인, 불휘발성 반도체 메모리 장치.
The method of claim 10,
The first voltage is a positive voltage configured to cause at least one of the memory cells to be in a conductive state regardless of data stored in at least one of the memory cells,
The second voltage is a ground voltage,
And the third voltage is a negative voltage.
불휘발성 반도체 메모리 장치로서,
직렬로 접속된 복수의 메모리 셀을 각각 포함하는 복수의 메모리 스트링을 갖는 메모리 셀 어레이;
상기 메모리 스트링 상에 배치되어 있으며, 상기 메모리 스트링을 선택하는 선택 게이트 라인; 및
상기 복수의 메모리 스트링 중에서 선택 메모리 스트링에 포함된 메모리 셀로부터 데이터를 판독하는 판독 동작을 실행하도록 구성된 제어 회로
를 포함하고,
각각의 상기 메모리 스트링은
기판에 대해 수직 방향으로 연장되는 원주형 부분을 갖고, 상기 메모리 셀의 바디로서의 기능을 하는 반도체 층;
상기 원주형 부분을 둘러싸고, 전하를 저장함으로써 데이터를 보유하는 전하 저장층;
상기 전하 저장층을 개재하여 상기 원주형 부분을 둘러싸고, 상기 기판에 대해 평행하게 연장되도록 형성되어 있는 층간 절연층;
상기 전하 저장층을 개재하여 상기 원주형 부분을 둘러싸고, 상기 기판에 대해 평행하게 연장되도록 형성되어 있고, 상기 층간 절연층을 개재하여 적층되어 있으며, 상기 선택 메모리 스트링과 판독 동작의 대상이 아닌 비선택 메모리 스트링을 공유하여 상기 메모리 셀의 게이트로서의 기능을 하는 복수의 워드 라인 도전층;
상기 반도체 층 내의 한 쌍의 원주형 부분의 하단부를 연결하여 백 게이트 트랜지스터의 바디로서의 기능을 하는 연결 부분; 및
상기 전하 저장층을 개재하여 상기 연결 부분을 둘러싸고, 상기 기판에 대해 평행하게 연장되며, 상기 백 게이트 트랜지스터의 게이트로서의 기능을 하는 백 게이트 도전층
을 포함하며,
상기 제어 회로는 상기 판독 동작 동안에, 상기 비선택 메모리 스트링 중 적어도 하나의 메모리 셀의 게이트에 제1 전압을 인가하고, 상기 비선택 메모리 스트링 중 다른 메모리 셀의 게이트에 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하는, 불휘발성 반도체 메모리 장치.
A nonvolatile semiconductor memory device,
A memory cell array having a plurality of memory strings each comprising a plurality of memory cells connected in series;
A select gate line disposed on the memory string, the select gate line to select the memory string; And
A control circuit configured to execute a read operation of reading data from a memory cell included in a selected memory string among the plurality of memory strings
Including,
Each said memory string
A semiconductor layer having a columnar portion extending in a direction perpendicular to the substrate and functioning as a body of the memory cell;
A charge storage layer surrounding the columnar portion and holding data by storing charge;
An interlayer insulating layer formed to surround the columnar portion via the charge storage layer and extend in parallel to the substrate;
It is formed so as to surround the columnar portion via the charge storage layer and extend in parallel with the substrate, and is laminated via the interlayer insulating layer, and is not selected for the read memory string and the read operation. A plurality of word line conductive layers sharing a memory string to function as a gate of the memory cell;
A connection portion connecting the lower ends of the pair of columnar portions in the semiconductor layer to function as a body of a back gate transistor; And
A back gate conductive layer surrounding the connection portion via the charge storage layer, extending in parallel to the substrate, and functioning as a gate of the back gate transistor
Including;
The control circuit applies a first voltage to a gate of at least one memory cell of the unselected memory strings, and a second lower than the first voltage to a gate of another memory cell of the unselected memory strings during the read operation. A nonvolatile semiconductor memory device for applying a voltage.
제13항에 있어서, 상기 제1 전압은 상기 메모리 셀에 저장된 데이터에 관계없이 상기 메모리 셀이 도통 상태로 되게 하는 판독 통과 전압보다 작은 양의 전압인, 불휘발성 반도체 메모리 장치.15. The nonvolatile semiconductor memory device of claim 13, wherein the first voltage is a positive voltage less than a read pass voltage that causes the memory cell to be conductive regardless of data stored in the memory cell. 제13항에 있어서, 상기 제2 전압은 접지 전압인, 불휘발성 반도체 메모리 장치.The nonvolatile semiconductor memory device of claim 13, wherein the second voltage is a ground voltage. 제13항에 있어서,
상기 워드 라인 도전층에 접속된 한 단부를 갖는 제1 전송 트랜지스터; 및
상기 백 게이트 도전층에 접속된 한 단부를 각각 갖는 제2 전송 트랜지스터 및 제3 전송 트랜지스터
를 더 포함하고,
상기 제1 전송 트랜지스터는 상기 메모리 스트링이 선택될 때 도통 상태로 되며,
상기 제2 전송 트랜지스터는 상기 메모리 스트링이 선택되지 않을 때 도통 상태로 되고,
상기 제3 전송 트랜지스터는 상기 메모리 스트링이 선택되지 않을 때 도통 상태로 되는, 불휘발성 반도체 메모리 장치.
The method of claim 13,
A first transfer transistor having one end connected to the word line conductive layer; And
A second transfer transistor and a third transfer transistor each having one end connected to the back gate conductive layer.
Further comprising:
The first transfer transistor is in a conductive state when the memory string is selected,
The second transfer transistor is brought into a conductive state when the memory string is not selected,
And the third transfer transistor is in a conductive state when the memory string is not selected.
불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 데이터 판독 방법으로서 - 상기 불휘발성 반도체 메모리 장치는 직렬로 접속된 복수의 메모리 셀을 각각 포함하는 복수의 메모리 스트링을 갖는 메모리 셀 어레이 및 상기 메모리 스트링 상에 배치되어 있으며, 상기 메모리 스트링을 선택하는 선택 게이트 라인을 포함하고, 각각의 상기 메모리 스트링은 기판에 대해 수직 방향으로 연장되는 원주형 부분을 갖고, 상기 메모리 셀의 바디로서의 기능을 하는 반도체 층; 상기 원주형 부분을 둘러싸고, 전하를 저장함으로써 데이터를 보유하는 전하 저장층; 상기 전하 저장층을 개재하여 상기 원주형 부분을 둘러싸고, 상기 기판에 대해 평행하게 연장되도록 형성되어 있는 층간 절연층; 및 상기 전하 저장층을 개재하여 상기 원주형 부분을 둘러싸고, 상기 기판에 대해 평행하게 연장되도록 형성되어 있고, 상기 층간 절연층을 개재하여 적층되어 있으며, 상기 선택 메모리 스트링과 판독 동작의 대상이 아닌 비선택 메모리 스트링을 공유하여 상기 메모리 셀의 게이트로서의 기능을 하는 복수의 워드 라인 도전층을 포함함-,
상기 복수의 메모리 스트링 중에서 상기 선택 메모리 스트링에 포함된 메모리 셀로부터 데이터를 판독하는 판독 동작의 실행 동안에, 상기 비선택 메모리 스트링 중 적어도 하나의 메모리 셀의 게이트에 제1 전압을 인가하고, 상기 비선택 메모리 스트링 중 다른 메모리 셀의 게이트에 상기 제1 전압보다 낮은 제2 전압을 인가하는 단계를 포함하는, 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 데이터 판독 방법.
A data reading method in a nonvolatile semiconductor memory device, wherein the nonvolatile semiconductor memory device is disposed on the memory string and the memory cell array having a plurality of memory strings each including a plurality of memory cells connected in series. And a selection gate line for selecting the memory string, each memory string having a columnar portion extending in a direction perpendicular to a substrate, the semiconductor layer functioning as a body of the memory cell; A charge storage layer surrounding the columnar portion and holding data by storing charge; An interlayer insulating layer formed to surround the columnar portion via the charge storage layer and extend in parallel to the substrate; And are formed to surround the columnar portion via the charge storage layer and extend parallel to the substrate, and are stacked via the interlayer insulating layer, and are not subject to the selected memory string and a read operation. A plurality of word line conductive layers sharing a select memory string to function as a gate of the memory cell;
During a read operation of reading data from a memory cell included in the selected memory string among the plurality of memory strings, a first voltage is applied to a gate of at least one memory cell of the unselected memory strings, and the non-selection is performed. And applying a second voltage lower than the first voltage to a gate of another memory cell of a memory string.
제17항에 있어서, 상기 제1 전압은 상기 메모리 셀 중 적어도 하나의 메모리 셀에 저장된 데이터에 관계없이 상기 메모리 셀이 도통 상태로 되게 하는 양의 전압인, 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 데이터 판독 방법.18. The data read of claim 17 wherein the first voltage is a positive voltage that causes the memory cell to be conductive regardless of data stored in at least one of the memory cells. Way. 제17항에 있어서,
상기 판독 동작 동안에, 상기 제1 전압은 상기 비선택 메모리 스트링 내의 서로 인접한 2개 이상의 메모리 셀의 게이트에 인가되고,
상기 제1 전압은 판독 통과 전압보다 작고, 상기 메모리 셀에 저장된 데이터에 관계없이 상기 메모리 셀이 도통 상태로 되게 하도록 구성된 양의 전압인, 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 데이터 판독 방법.
The method of claim 17,
During the read operation, the first voltage is applied to gates of two or more memory cells adjacent to each other in the unselected memory string,
And wherein the first voltage is less than a read pass voltage and is a positive voltage configured to bring the memory cell into a conductive state regardless of data stored in the memory cell.
제17항에 있어서,
각각의 상기 메모리 스트링은 상기 메모리 셀 사이에 접속된 백 게이트 트랜지스터를 포함하고,
각각의 상기 메모리 스트링은
상기 반도체 층 내의 한 쌍의 원주형 부분의 하단부를 연결하여 상기 백 게이트 트랜지스터의 바디로서의 기능을 하는 연결 부분; 및
상기 전하 저장층을 개재하여 상기 연결 부분을 둘러싸고, 상기 기판에 대해 평행하게 연장되며, 상기 백 게이트 트랜지스터의 게이트로서의 기능을 하는 백 게이트 도전층
을 더 포함하며,
상기 판독 동작 동안에, 상기 제1 전압은 상기 비선택 메모리 스트링 내의 상기 백 게이트 트랜지스터의 게이트에 인가되는, 불휘발성 반도체 메모리 장치 내에서의 데이터 판독 방법.
The method of claim 17,
Each said memory string comprises a back gate transistor connected between said memory cells,
Each said memory string
A connecting portion which functions as a body of the back gate transistor by connecting lower ends of the pair of columnar portions in the semiconductor layer; And
A back gate conductive layer surrounding the connection portion via the charge storage layer, extending in parallel to the substrate, and functioning as a gate of the back gate transistor
More,
During the read operation, the first voltage is applied to a gate of the back gate transistor in the unselected memory string.
KR1020100020719A 2009-09-18 2010-03-09 Nonvolatile semiconductor memory device and method of data read therein KR101099866B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2009-216403 2009-09-18
JP2009216403A JP4913188B2 (en) 2009-09-18 2009-09-18 Nonvolatile semiconductor memory device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110031068A KR20110031068A (en) 2011-03-24
KR101099866B1 true KR101099866B1 (en) 2011-12-28

Family

ID=43756505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100020719A KR101099866B1 (en) 2009-09-18 2010-03-09 Nonvolatile semiconductor memory device and method of data read therein

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8107286B2 (en)
JP (1) JP4913188B2 (en)
KR (1) KR101099866B1 (en)
CN (2) CN102024495B (en)
TW (1) TWI447737B (en)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011061159A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JP4913188B2 (en) * 2009-09-18 2012-04-11 株式会社東芝 Nonvolatile semiconductor memory device
JP5259552B2 (en) 2009-11-02 2013-08-07 株式会社東芝 Nonvolatile semiconductor memory device and driving method thereof
JP2011198435A (en) * 2010-03-23 2011-10-06 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
US9000509B2 (en) 2010-05-31 2015-04-07 Hynix Semiconductor Inc. Three dimensional pipe gate nonvolatile memory device
KR101083637B1 (en) * 2010-05-31 2011-11-16 주식회사 하이닉스반도체 Nonvolatile memory device and method for manufacturing the same
CN102184740B (en) * 2011-01-31 2013-10-09 清华大学 Vertical foldaway memory array structure
JP2012203969A (en) 2011-03-25 2012-10-22 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
KR101780274B1 (en) * 2011-05-04 2017-09-21 에스케이하이닉스 주식회사 Nonvolatile memory device
KR20120131682A (en) * 2011-05-26 2012-12-05 에스케이하이닉스 주식회사 Nonvolatile memory device and method for fabricating the same
KR20120136535A (en) * 2011-06-09 2012-12-20 에스케이하이닉스 주식회사 Semiconductor memory device
JP5524134B2 (en) * 2011-06-14 2014-06-18 株式会社東芝 Nonvolatile semiconductor memory device
JP2013004128A (en) * 2011-06-14 2013-01-07 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JP2013004123A (en) * 2011-06-14 2013-01-07 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JP2013058276A (en) * 2011-09-07 2013-03-28 Toshiba Corp Semiconductor memory device
JP2013069356A (en) * 2011-09-20 2013-04-18 Toshiba Corp Semiconductor storage device
KR101842507B1 (en) * 2011-10-06 2018-03-28 삼성전자주식회사 Operating method of nonvolatile memroy and method of controlling nonvolatile memroy
US8917557B2 (en) 2011-12-15 2014-12-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonvolatile semiconductor memory device
JP2013125569A (en) * 2011-12-15 2013-06-24 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor storage device
KR20130095499A (en) * 2012-02-20 2013-08-28 에스케이하이닉스 주식회사 Nonvolatile memory device, method for operating the same and method for fabricating the same
JP5562995B2 (en) * 2012-03-22 2014-07-30 株式会社東芝 Semiconductor memory device
US10170187B2 (en) * 2012-04-02 2019-01-01 Micron Technology, Inc. Apparatuses and methods using negative voltages in part of memory write read, and erase operations
US9019775B2 (en) * 2012-04-18 2015-04-28 Sandisk Technologies Inc. Erase operation for 3D non-volatile memory with controllable gate-induced drain leakage current
JP2013254537A (en) * 2012-06-06 2013-12-19 Toshiba Corp Semiconductor memory and controller
JP5385435B1 (en) * 2012-07-18 2014-01-08 力晶科技股▲ふん▼有限公司 Nonvolatile semiconductor memory device and reading method thereof
KR20140020628A (en) * 2012-08-10 2014-02-19 에스케이하이닉스 주식회사 Semiconductor memory device
KR102011466B1 (en) 2012-08-29 2019-08-16 에스케이하이닉스 주식회사 Semiconductor memory device and operating method thereof
JP2014063555A (en) * 2012-09-24 2014-04-10 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device and control method of the same
JP2014063556A (en) * 2012-09-24 2014-04-10 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
JP2014075169A (en) * 2012-10-05 2014-04-24 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory device
KR102015906B1 (en) 2012-11-12 2019-08-29 삼성전자주식회사 Memory system comprising nonvolatile memory device and read method tererof
KR102081749B1 (en) 2013-02-20 2020-02-26 삼성전자주식회사 Memory system and programming method thereof
JP2014167838A (en) * 2013-02-28 2014-09-11 Toshiba Corp Semiconductor memory
US8988945B1 (en) * 2013-10-10 2015-03-24 Sandisk Technologies Inc. Programming time improvement for non-volatile memory
KR102200493B1 (en) * 2014-05-13 2021-01-11 삼성전자주식회사 3 dimensionanl memory device of storage device having the same
KR20160012738A (en) 2014-07-25 2016-02-03 에스케이하이닉스 주식회사 Semiconductor memory device including 3-dimensional memory cell array and operating method thereof
WO2016047254A1 (en) * 2014-09-22 2016-03-31 ソニー株式会社 Memory cell unit array
CN105514109B (en) * 2014-10-14 2018-07-31 中国科学院微电子研究所 NAND storage strings and its manufacturing method, 3D nand memories
US9368509B2 (en) * 2014-10-15 2016-06-14 Sandisk Technologies Inc. Three-dimensional memory structure having self-aligned drain regions and methods of making thereof
JP2016170837A (en) * 2015-03-12 2016-09-23 株式会社東芝 Semiconductor storage
KR20160124294A (en) 2015-04-16 2016-10-27 삼성전자주식회사 Semiconductor device including cell region stacked on periperal region and methods for fabricating the same
US20170117036A1 (en) * 2015-10-22 2017-04-27 Sandisk Technologies Llc Source line driver for three dimensional non-volatile memory
US9679907B1 (en) 2016-02-29 2017-06-13 Sandisk Technologies Llc Three-dimensional memory device with charge-trapping-free gate dielectric for top select gate electrode and method of making thereof
JP6581019B2 (en) 2016-03-02 2019-09-25 東芝メモリ株式会社 Semiconductor memory device
KR102409799B1 (en) * 2018-01-17 2022-06-16 에스케이하이닉스 주식회사 Memory system and operating method thereof
KR102618492B1 (en) * 2018-05-18 2023-12-28 삼성전자주식회사 Three-dimensional semiconductor device
KR102599123B1 (en) * 2018-11-14 2023-11-06 삼성전자주식회사 Storage device inferring read levels based on artificial neural network model and learning method of artificial neural network model
JP2022145020A (en) 2021-03-19 2022-10-03 キオクシア株式会社 memory system
JP2023044251A (en) * 2021-09-17 2023-03-30 キオクシア株式会社 Semiconductor device and semiconductor storage device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002260390A (en) 2001-03-06 2002-09-13 Toshiba Corp Non-volatile semiconductor memory

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6771536B2 (en) * 2002-02-27 2004-08-03 Sandisk Corporation Operating techniques for reducing program and read disturbs of a non-volatile memory
JP4005895B2 (en) * 2002-09-30 2007-11-14 株式会社東芝 Nonvolatile semiconductor memory device
KR100719380B1 (en) * 2006-03-31 2007-05-18 삼성전자주식회사 Multi-valued nonvolatile memory device with enhanced reliability and memory system having the same
JP5016832B2 (en) 2006-03-27 2012-09-05 株式会社東芝 Nonvolatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
US7894408B2 (en) * 2006-05-12 2011-02-22 Motorola Solutions, Inc. System and method for distributing proxying error information in wireless networks
KR100874911B1 (en) * 2006-10-30 2008-12-19 삼성전자주식회사 Read method of flash memory array to improve read disturb characteristics
KR100811278B1 (en) * 2006-12-29 2008-03-07 주식회사 하이닉스반도체 Method of reading nand flash memory device using self boosting
US7851851B2 (en) * 2007-03-27 2010-12-14 Sandisk 3D Llc Three dimensional NAND memory
US7848145B2 (en) * 2007-03-27 2010-12-07 Sandisk 3D Llc Three dimensional NAND memory
US7514321B2 (en) * 2007-03-27 2009-04-07 Sandisk 3D Llc Method of making three dimensional NAND memory
KR100961196B1 (en) * 2007-06-29 2010-06-10 주식회사 하이닉스반도체 Method of reading flash memory device for depressing read disturb
KR20090037690A (en) * 2007-10-12 2009-04-16 삼성전자주식회사 Non-volatile memory device, method of operating the same and method of fabricating the same
JP5142692B2 (en) 2007-12-11 2013-02-13 株式会社東芝 Nonvolatile semiconductor memory device
US7732891B2 (en) 2008-06-03 2010-06-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device
JP5086959B2 (en) 2008-09-26 2012-11-28 株式会社東芝 Nonvolatile semiconductor memory device
JP4913188B2 (en) * 2009-09-18 2012-04-11 株式会社東芝 Nonvolatile semiconductor memory device
JP5259552B2 (en) 2009-11-02 2013-08-07 株式会社東芝 Nonvolatile semiconductor memory device and driving method thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002260390A (en) 2001-03-06 2002-09-13 Toshiba Corp Non-volatile semiconductor memory

Also Published As

Publication number Publication date
CN103824596A (en) 2014-05-28
US20110069552A1 (en) 2011-03-24
TW201112255A (en) 2011-04-01
CN102024495B (en) 2014-02-12
JP2011065723A (en) 2011-03-31
TWI447737B (en) 2014-08-01
CN103824596B (en) 2017-08-01
KR20110031068A (en) 2011-03-24
JP4913188B2 (en) 2012-04-11
CN102024495A (en) 2011-04-20
US8107286B2 (en) 2012-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101099866B1 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of data read therein
US10720448B2 (en) Three-dimensional vertical NOR flash thin-film transistor strings
KR102626137B1 (en) Three-dimensional vertical nor flash thin-film transistor strings
US10249370B2 (en) Three-dimensional vertical NOR flash thing-film transistor strings
EP3381036B1 (en) Three-dimensional vertical nor flash thin film transistor strings
US8199573B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device
CN104813407B (en) 3D nonvolatile memories are wiped with the sequential selection to wordline
US8203882B2 (en) Non-volatile semiconductor storage device
JP5259242B2 (en) Three-dimensional stacked nonvolatile semiconductor memory
US8233323B2 (en) Non-volatile semiconductor storage device
JP2012204684A (en) Nonvolatile semiconductor memory device
US11386959B2 (en) Semiconductor storage device
US8760924B2 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of data write therein
KR20100121129A (en) Method for program operation in semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141120

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151118

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee